dc.creator.ID |
BARRETO NETO, A. G. S. |
pt_BR |
dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/8808413435102315 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
LIMA, Antonio Marcus Nogueira. |
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dc.contributor.advisor1 |
NEFF, Franz Helmut. |
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dc.contributor.advisor1ID |
LIMA, A. M. N. |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1ID |
NEFF, F. H. |
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dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/2237395961717699 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/6549725345927114 |
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dc.contributor.referee1 |
ROCHA NETO, José Sergio da. |
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dc.contributor.referee2 |
MORIMOTO, Nilton Itiro. |
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dc.contributor.referee3 |
TEJO, Francisco de Assis Ferreira. |
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dc.contributor.referee4 |
SOUZA, Márcio Nogueira de. |
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dc.description.resumo |
Este trabalho trata do projeto, desenvolvimento e implementação de dispositivos de propulsão
de fluidos para equipamentos, que operem com taxa de fluxo na faixa de 30 l=min - 70
l=min, e na faixa de, 700 l=min até 50 ml=min. Foram investigados três tipos de propulsor
de fluido: uma bomba peristáltica linear, bidirecional, sem válvula e acionada por três
atuadores, uma bomba de diafragma unidirecional usando a estrutura bocal/difusor e uma
bomba de vácuo, com válvula, acionada por um único atuador. Para o desenvolvimento de
um sistema de propulsão de fluxo, foi concebida uma metodologia de projeto usando uma
ferramenta computacional baseada em elementos finitos, para determinar características
mecânicas e fluídicas associadas ao sistema de transporte de fluidos proposto, isto é, projeto
mecânico e projeto fluidodinâmico. O projeto mecânico trata, basicamente, da produção
da força necessária para deslocar o fluido, possibilitando uma investigação de produção de
força por meio do campo elétrico ou de campo magnético, isto é, definição do atuador.
Além disso, o projeto mecânico avalia o espaçamento e a quantidade de atuadores para
proporcionar fluxo bidirecional sem utilização de válvula de controle de fluxo. O projeto
fluidodinâmico tem como objetivo definir a melhor sequência de acionamento dos atuadores,
tendo em vista o desempenho da bomba em termos de vazão. Assim, foi desenvolvido
um modelo computacional baseado numa formulação com interação fluido-estrutura para
o desenvolvimento da bomba peristáltica linear. Para o projeto da bomba de vácuo, foi
desenvolvido um modelo computacional com a abordagem de fluxo multifásico (ar/água),
avaliando-se o comportamento do fluxo de saída com relação à presença de oscilações, bem
como da vazão em função da entrada de ar. Por fim, foram construídos protótipos das bombas
com base nas decisões de projeto, tomadas a partir de resultados obtidos da modelagem
computacional. Para cada tipo de bomba foi desenvolvida uma plataforma de testes apropriada,
sendo realizados ensaios de vazão e pressão. Os resultados obtidos nas simulações
apresentaram erro médio inferior a 5% em relação aos dados experimentais, validando a
metodologia e a modelagem desenvolvida. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI |
pt_BR |
dc.publisher.program |
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UFCG |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
Engenharia Elétrica |
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dc.title |
Contribuição ao projeto de sistemas de propulsão de fluidos. |
pt_BR |
dc.date.issued |
2013-03-22 |
|
dc.description.abstract |
This paper deals with conception, design, development and implementation of propulsion
components for micro-fluidic systems that operate within the flow rate range from 30 l=min
to 70 ml/min. Three principles of flow propulsion have been investigated: a valve free linear
and bidirectional peristaltic pump, driven by three actuators; a unidirectional diaphragm
pump that comprises the nozzle/diffuser structure; and the vacuum pump, driven by a single
actuator. In order to develop an optimized flow propulsion system, a new design methodology
has been implemented. It relies on a finite-element based simulation approach to assess
crucial mechanical and flow design features, associated with the fluid transport system. The
mechanical design study basically considers the generation of forces, required to squeeze or
deform tubings and membranes by means of electric or magnetic fields, i.e., the definition
of an appropriate actuator design. Furthermore, the mechanical design study explores and
defines the appropriate geometric spacing as well as the optimum number of actuators to
provide bidirectional flow, without the use of flow valve control. The fluid-dynamic design
aims to define the optimal sequence of drive actuators in order to provide a better pump
performance of the outlet flow. Also a computational model based on fluid-structure interaction
has been used in this design. On the other hand, a computational model has
been also developed for the vacuum pump design, by using a multiphase (air/water) flow
approach. It aims to evaluate the outlet flow behavior with the presence of oscillations
and as a function of the air input. For the conception of the diaphragm pump, the design
methodology previously used for the peristaltic pump has been adopted with a few modifications
to fit the pump type. Eventually, hardware circuits were designed in accordance of
the simulation results. These results have shown good agreement with experimental data,
which validates the developed methodology and modeling. |
pt_BR |
dc.identifier.uri |
http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/8614 |
|
dc.date.accessioned |
2019-10-29T14:30:03Z |
|
dc.date.available |
2019-10-29 |
|
dc.date.available |
2019-10-29T14:30:03Z |
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dc.type |
Tese |
pt_BR |
dc.subject |
Microbomba |
|
dc.subject |
Métodos dos Elementos Finitos |
|
dc.subject |
Biosensor |
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dc.subject |
Propulsor de Fluido |
|
dc.subject |
Projeto Mecânico |
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dc.subject |
Projeto Fluidodinâmico |
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dc.subject |
Micropump |
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dc.subject |
Finite Element Methods |
|
dc.subject |
Fluid Propellant |
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dc.subject |
Mechanic Project |
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dc.subject |
Fluid Dynamics Project |
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dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.creator |
BARRETO NETO, Arlindo Garcia de Sá. |
|
dc.publisher |
Universidade Federal de Campina Grande |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.title.alternative |
Contribution to the design of fluid propulsion systems. |
pt_BR |
dc.identifier.citation |
BARRETO NETO, Arlindo Garcia de Sá. Contribuição ao projeto de sistemas de propulsão de fluidos. 2013. 232 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica),- Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2013. |
pt_BR |