Estudo do comportamento térmico e hidrodinâmico da lubrificação de mancais escora através de simulação computacional

Abstract

Os mancais escora são importantes equipamentos utilizados nas mais diversas aplicações. Destaca-se a sua utilização em hidrogeradores por suportar cargas axiais relevantes. Todavia, o acontecimento de falhas nesses equipamentos podem trazer diversos prejuízos nas empresas de geração elétrica e para o sistema energético nacional com a indisponibilização de energia. Neste trabalho, estuda-se o fenômeno que rege o funcionamento do mancal escora, a lubrificação hidrodinâmica utilizando o ANSYS CFX. Os efeitos hidrodinâmicos da lubrificação são obtidos pela modelagem de uma cunha de óleo com alturas de entrada e saída formam um fino filme de óleo capazes de suportar altas cargas axiais. As condições de operacionais do mancal de escora são obtidas através das variação da temperaturas do óleo e pela variação das alturas de entrada e saída da cunha de óleo. Desse modo, verificasse o comportamento hidrodinâmico e térmico do filme fluido nessas diversas configurações de trabalho. Verificou-se o comportamento hidrodinâmico é predominantemente laminar. Também realiza-se acoplamento do filme fluido com outros componentes do mancal, tais como, a sapata do mancal escora, a cavidade e a interação com os sistemas de resfriamento. Sendo verificados a influência dos acoplamento sobre nos parâmetros térmicos e hidrodinâmicos. As condições operacionais obtidas na unidade geradoras da usina de Paulo Afonso IV são reproduzidas no modelo em três dimensões. Assim, propõe-se a simulação da temperatura da sapata do mancal de escora na condição de falha e verificado, em função do tempo, a atuação do sistema de proteção do equipamento.