Prova de Dinâmica e Vibrações: Questões sobre Turbinas, Isoladores e Oscilações

Quando necessário XX 2 últimos dígitos do RGM RGM 68 ADOTE PARA OS CÁLCULOS ACELERAÇÃO DA GRAVIDADE DE 10 ms 2 Questão 1 25 Pontos O diagrama esquemático de uma turbina de água tipo Francis está mostrado ao lado na qual a água flui de A para as lâminas B e caem no conduto C O rotor tem uma massa de 2XX kg e um fator de desbalanceamento de 5XX0 gmm A folga radial entre o rotor e o estator é de 5 mm A t urbina opera na faixa de velocidades entre 600 e 6000 rpm O eixo de aço que suporta o rotor pode ser assumido como engastado nos mancais livre para girar Determinar a faixa permitida para o diâmetro do eixo de forma que o rotor não entre em contato com o estator em todas as velocidades de operação da turbina Assumir que o amortecimento é 30 e que há uma margem de segurança de 20 para mais e para menos nos limites de operação Adote E aço 210 GPa Adaptado do exemplo 35 RAO 2009 Questão 2 25 Pontos Um isolador de vibrações está testando um motor experimental onde em teste apresentou 10 de amplificação e 30 de transmissibilidade A função movimento do rotor é dada por yt 5sen20t em cm Dentro deste comportamento desprezandose ações de atrito e perdas determine as constantes c e k individuais e a força de excitação do sistema Considere a condição r 2 1 para resolver o problema Questão 3 25 Pontos Considerar um caminhão Volvo que anda sobre uma estrada esburacada em alta velocidade A superfície da estrada pode ser descrita por yt 03 y o senwt onde w depende do comprimento de onda 2XX cm da estrada e da velocidade v do caminhão Considerar y o 040 m m 3XX0 kg k 79010 6 kgs 2 c 14110 5 kgs e v 220 kmh Determinar a amplitude de oscilação do caminhão Se o amortecedor é removido qual a velocidade crítica Colocando o amortecedor de volta a velocidade crítica é maior ou menor do que a calculada no item b Justifique Questão 4 25 Pontos Uma viga bi engastada horizontalmente com um rotor montado na sua porção central apresenta na figura o movimento resultante Considerandose a massa do conjunto de 8XX kg determine a rigidez da viga e sua constante de amortecime nto Quando o rotor é ligado gera uma força de desbalanceamento de 120 N com uma velocidade de 15XX rpm nestas condições estime o fator de desbalanceamento gmm e a amplitude do sistema