Laboratório de Ensaios de Turbo-Compressores em Banco de Fluxo​

O Laboratório

Este laboratório é constituído de banco de fluxo de gases a quente e a frio para ensaios e testes de turbo compressores. Este banco de fluxo de gases permite levantar os mapas de eficiência e operação do compressor e da turbina de turbo compressores veiculares visando otimizar a sua adaptação a motores de combustão interna. Também permite a realização de testes em sistemas de geração elétrica usando microturbinas a gás. O laboratório possui também um banco de fluxo de líquidos transparente para visualização de escoamento e estudo de escoamentos pulsantes, que permite analisar características dinâmicas de sistemas de medição de vazão com placas de orifício e vários outros sistemas hidráulicos. Encontra-se instalada também uma bancada de testes de motor Stirling para ensaios de motores que permitem analisar modelos de desempenho e de projeto de motores Stirling.

Infraestrutura

• 1 banco de fluxo a quente para testes de turbo compressores e microturbinas a gás
• Sistemas de análise de combustão
• Sistemas de análise de gases de descarga
• Sistemas de medição de vazão de gases
• Sistemas de medição de vazão de líquidos
• Sistemas de medição de grandezas elétricas
• Sistemas de medição de temperatura
• Sistemas de medição de pressão dinâmica
• Sistemas de aquisição de dados

Grandezas medidas nos ensaios

• Nos ensaios realizados em bancos de fluxo de gases e líquidos, as grandezas que caracterizam o escoamento e o desempenho dos equipamentos podem ser obtidas de medições diretas ou medições indiretas. Desta forma, as principais grandezas analisadas são as seguintes:

Medições

Medições Diretas:

• Pressões e temperaturas na entrada e saída do compressor e da turbina
• Vazão mássica de gases de combustão que entra na turbina
• Vazão mássica de ar na saída do compressor
• Velocidade da turbina
• Parâmetros de combustão
• Pressões dinâmicas em banco de fluxo de líquidos
• Vazões volumétricas de líquidos

Medições Indiretas:

• Mapas de eficiência de turbo compressores automotivos
• Mapas de eficiência de microturbinas
• Relações empíricas de desempenho de motor Stirling
• Visualização de escoamento de líquidos em tubulações
• Coeficientes de descarga dinâmicos em placas de orifício
• Comportamento dinâmico de escoamentos de líquidos
• Gerador de pulsos com inversor de frequência
• Vazões mássicas de líquidos

Metodologia de realização dos ensaios/testes em motores

Para os testes de turbo compressores é utilizada a seguinte metodologia:

1. Preparação das adaptações necessárias para a montagem do tubo compressor na bancada;
2. Preparação e montagem do turbo compressor na bancada;
3. Preparação da instrumentação e do banco de provas;
4. Calibração da instrumentação, quando necessário;
5. Preparação e conferencia do funcionamento de todos os equipamentos envolvidos (bombas, exaustores, insufladores, equipamentos de segurança, sistemas de controle e de medição, etc.);
6. Realização dos testes;
7. Tratamento dos dados;
8. Análise dos resultados;
9. Levantamento dos mapas de eficiência do compressor e da turbina;
10. Realização de novos testes, quando necessário, dependendo da análise dos resultados;
11. Elaboração de relatório final.