Análise da variabilidade da função resposta em frequência de um trocador de calor tubo aleta

Abstract

Trocadores de calor são dispositivos aplicados em muitos seguimentos da indústria. Em grande parte, são dispositivos passivos que não são fontes de ruído e vibrações. Quando aplicados em sistemas de refrigeração, tornam-se fonte indireta de ruído e vibrações, mas pouco se conhece do seu comportamento dinâmico para que seja corretamente avaliado. Neste trabalho realizou-se uma análise da variabilidade da função resposta em frequência estrutural de um trocador de calor para aplicação em refrigeração industrial. Grande parte dos trocadores de calor se comportam de maneira estocástica, para demonstrar esse comportamento, os resultados obtidos por procedimentos experimentais de medição das funções resposta em frequências foram comparados a tipos conhecidos de distribuição, no sentido de classificá-los. Posteriormente, foi desenvolvido um modelo numérico determinístico pelo Método dos Elementos Finitos para que alguns parâmetros de entrada do modelo fossem estudados e possam ser utilizados em novos desenvolvimentos para estruturas semelhantes. A modelagem numérica desses dispositivos pode se tornar uma ferramenta importante no desenvolvimento vibroacústico dos sistemas que estes compõem. Como muitos dos modelos existentes de trocador de calor têm comportamento dinâmico estocástico sua modelagem numérica determinística inadequada e poucos estudos contemplam a variabilidade da resposta estrutural desses dispositivos.

Abstract: Heat exchangers are devices employed to many industrial fields of the industry. Most of those devices work passively and are not a noise and vibration source. When installed in cooling systems it can became an indirect noise and vibration source, however, little is known about its dynamic behavior in order to correctly evaluate it. This work presents an analysis of the structural frequency response function variability of the heat exchanger for industrial cooling systems. Many of the heat exchangers models available perform dynamically in a stochastic way, to exhibit this behavior, the results of frequency response function obtained from experimental procedures were compared to some models of data distributions in order to categorize then. Afterwards, it was developed a deterministic numeric model with the finite element method aiming the study of input parameters from the model and can be a starting point of the development for similar structures. The numerical modeling of those devices can become a new tool for the vibroacoustic development of integrated systems. As many of the heat exchangers behave in a stochastic manner its deterministic numerical model is inadequate and few published studies cover the structural response variability of these devices.