Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM/CAMTUC
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Navegando Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM/CAMTUC por Orientador "MESQUITA, André Luiz Amarante"
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Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Avaliação de emissão para poeira de carvão utilizando uma torre de poeira(2023-02-24) LOPES, Alex Jhefferson Cunha; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662Este trabalho visa demonstrar a modificação da torre de poeira para torná-la mais eficiente em seus testículos, a fim de minimizar a produção de poeira gerada pelas energias, nas quais são responsáveis pela produção de materiais finos e a granel, tornando-se de certa forma eficaz e sem agregar o meio ambiente em seu trânsito e transporte. Portanto, para que o trabalho se torne viável, foi necessário realizar diversos estudos no campo da ciência para o desenvolvimento de uma metodologia e também uma reforma da bancada de testes, visando que ela se torne mais eficiente e ergonomicamente mais favorável, para validação dos resultados ensaio.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Dimensionamento de um sistema híbrido de geração de energia renovável para atendimento da empresa de saneamento de Tucuruí(2022-10-03) SOUSA, Carlos Eduardo Ferraz Souza de; FURTADO, Gilton Carlos de Andrade; http://lattes.cnpq.br/0986142198820433; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662Frente ao aumento gradual, porém constante, das tarifas de energia elétrica no país, cada vez mais tem se buscado novas alternativas de geração de energia própria, conhecidas como geração distribuída. As fontes de energia renováveis têm um papel fundamental para a sustentabilidade, principalmente a energia solar. Este estudo tem por objetivo avaliar a viabilidade de substituição do atual fornecimento de energia de uma autarquia de distribuição de água da região de Tucuruí-PA, proveniente da concessionária local, por uma alternativa mais rentável através da combinação de geração solar flutuante e armazenamento de energia bombeado. Para tal, realizou-se um levantamento do consumo atual de energia e o quanto este representa em custos para a empresa. Em seguida, verificou-se a disponibilidade e a quantidade de energia solar que poderia ser gerada no local, permitindo o dimensionamento de uma unidade fotovoltaica flutuante disposta em um dos lagos da região. Também foi projetado um sistema de armazenamento de energia, na forma de bombeamento de água para diferentes reservatórios, a fim de armazenar a energia potência hídrica disponível. Para o sistema de armazenamento, foram selecionadas bombas hidráulicas que também seriam utilizadas como turbinas e, para calcular o comportamento desta, um método para a predição do comportamento da bomba funcionando como turbina (BFT) fora do ponto nominal foi aplicado. Análises do funcionamento do sistema foram realizados, de forma que o sistema pudesse operar da forma mais eficiente possível. Períodos de geração solar foram intercalados com geração pelo armazenamento bombeado, suprindo assim a demanda energética da empresa estudada. O estudo, por fim, analisou as receitas e despesas gerados pela aplicação do projeto, além de ressaltar a economia que poderá ser feita em poucos anos de uso no custo de energia do estabelecimento. Em 8 anos, o sistema projetado adquire autonomia e, em 20, é possível economizar mais de R$ 30 milhões, permitindo que haja uma expansão das atividades atualmente exercidas ou, até mesmo, o investimento em outras áreas do negócio.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Dimensionamento e análise de desempenho de bombas axiais(2019-09-04) RAMALHO, Rodolfo Vitorino Correia; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662É apresentado um estudo sobre o critério do coeficiente de pressão mínimo no lado de sucção das pás do rotor para seções de geometrias de grades, com a finalidade de otimizar o projeto de bombas axiais para um canal de água recirculante. O critério foi testado, experimentalmente em ventiladores e bombas, e numericamente em turbinas, e mostrou-se adequado para definir a geometria inicial de projeto. As principais dimensões da máquina são definidas através de correlações empíricas disponíveis na literatura. Em conjunto com o software X-Foil, para análise bidimensional do escoamento através do método dos painéis é utilizado um código computacional em linguagem MATLAB a fim de proporcionar a automatização do processo de desenho, através do software SolidWorks. A análise das geometrias é realizada utilizando o software Ansys – CFX, específico para solução numérica de escoamentos tridimensionais.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Estudo de similaridade em um chute de pelotas(2023-02-24) WANZELER, Hermeson Conceição; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662Este trabalho apresenta a análise dimensional e de similaridade de um chute de transferência de pelotas queimadas para reprodução do mesmo em escala laboratorial, utilizando simulação numérica utilizando o método dos elementos discretos – DEM (Discrete Element Method) para analisar o escoamento do material granular no chute. O estudo se inicia com a apresentação do processo de produção de pelotas, desde do beneficiamento passando pelotamento, queima e estocagem, além do processo e objetivo do recobrimento das pelotas com glicerina e bauxita. Em seguida, são apresentados os objetos de estudos que são os transportadores de correia que e a base para condição da análise e o chute de transferência, que e o objeto a ser redimensionado em escala menor, logo são apresentados os principais componentes e partes constituintes de ambos. O dimensionamento e a similaridade para o chute são apresentados seguindo as condições e as teorias para o mesmo. Logo temos as propriedades do material granular descrito, que e útil para que aconteça a analise numérica, e temos os ensaios de como eles foram realizados e a metodologia para caracterização do material. O software Bulk Flow Analyst é discutido, bem como suas simulações de caracterização de materiais e análise de escoamento do sólido granular. Como resultado temos a análise do protótipo em escala e real com a observação do fluxo na simulação numérica DEM realizada, os resultados indicam a eficácia do chute de transferência no transporte de pelotas queimadas.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Estudo experimental e numérico de uma turbina eólica de eixo horizontal em escala reduzida com e sem difusor(2018-10-25) SILVA, Artur José Cunha da; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662A demanda global por fontes renováveis de energia tem aumentado significativamente nos últimos anos, dentre as formas mais conhecidas destaca-se a energia eólica que, impulsionada pela colaboração de empresas de tecnologia juntamente com governos que estão cada vez mais interessados por esta forma de energia, tem se desenvolvido consideravelmente nas últimas décadas. As turbinas eólicas de eixo horizontal se destacam dentre os demais tipos na geração eólica, apresentando a vantagem de aumentar a sua capacidade de geração de potência através da utilização de difusores, que envolvem a turbina e aceleram o escoamento do ar através do rotor. Neste contexto, estudos em laboratório em modelos de turbinas em escala reduzida são de fundamental importância para o desenvolvimento de novas tecnologias, a partir de metodologias experimentais complementadas pela dinâmica dos fluidos computacional (CFD) é possível prever o comportamento de turbinas eólicas em escala real dentro de várias condições de operação. A pesquisa deste trabalho foi desenvolvida sobre uma turbina eólica de eixo horizontal didática com rotor de quatro pás e difusor de material ABS impresso em uma impressora 3D. Foram desenvolvidos estudos experimentais em túnel de vento com o modelo em escala (1:5,5) com e sem difusor, além de simulações numéricas do modelo via o plugin CFX do software comercial Ansys Workbench. Para os ensaios em túnel de vento foi desenvolvido um sistema de controle de malha fechada PID integrado à um Arduino, responsável pelo controle de rotação da turbina através da modulação PWM do freio aplicado sobre o equipamento. Foram obtidos dados experimentais para as velocidades do vento de 6, 7 e 8 metros por segundo, em cada ensaio a velocidade de escoamento foi mantida constante enquanto a rotação da turbina foi reduzida gradualmente pelo sistema de modulação, de forma a plotar a curva de potência (𝐶𝑝) para diferentes velocidades específica de ponta de pá (λ). Os resultados experimentais mostraram um aumento considerável na potência extraída do vento pelo modelo em túnel de vento, chegando em 33% com a utilização do difusor em uma velocidade do vento de 8 metros por segundo.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Modernização de um chute de transferência em uma mineradora de bauxita: uma abordagem via simulação DEM(2024-12-23) RIBEIRO JÚNIOR, José Armando Sousa; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662Este trabalho apresenta a modernização do projeto de um chute de transferência utilizado no manuseio de bauxita, com o objetivo de reduzir problemas como desgaste excessivo, desalinhamento do fluxo de material e frequência elevada de manutenções corretivas. Para tal, foram realizados ensaios experimentais para obtenção dos parâmetros de simulação, incluindo granulometria, ângulo de repouso e atrito material-parede, cujos resultados foram utilizados na calibração de um modelo numérico desenvolvido com o Método dos Elementos Discretos (DEM). A simulação permitiu identificar os pontos críticos no projeto atual e propor soluções, como alterações geométricas no chute e inclusão de defletores. Os resultados obtidos mostraram melhorias, como a redução de 6,1% nos esforços normais aplicados à correia transportadora, redução de 23,3% nos esforços cisalhantes e uma redução no desalinhamento da correia de 15,9% para 1,1% com a inclusão da defletora, além de um alinhamento adequado do fluxo de material. Conclui-se que a aplicação da simulação DEM é uma ferramenta eficaz para otimização de equipamentos, trazendo ganhos operacionais e econômicos para a indústria de mineração.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Processamento de imagens aplicado a escoamento granular(2023-02-24) LOUZADA, Ryan Luis Rodrigues; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662Este trabalho descreve a criação de dois algoritmos desenvolvidos no Matlab para serem utilizados em pesquisas no laboratório Fluidpar. O primeiro algoritmo é uma ferramenta automática para determinar o ângulo de repouso de materiais granulares, enquanto o segundo é um método computacional para analisar e quantificar o recobrimento de partículas, a fim de avaliar o recobrimento de materiais granulares. A determinação do ângulo de repouso é um parâmetro importante na caracterização de materiais granulares, e o método proposto neste trabalho automatiza esse processo, tornando-o mais eficiente e preciso. O segundo algoritmo é capaz de avaliar a uniformidade do recobrimento de partículas, que é um aspecto crítico em muitas aplicações industriais de materiais granulares, permitindo uma avaliação mais detalhada e quantitativa desse processo. Ambos os algoritmos apresentaram resultados promissores e têm potencial para serem aplicados em estudos futuros no campo de materiais granulares.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Projeto de um túnel de vento psicrométrico(2020-02-18) RAMALHO, João Vitor Ferreira; SILVA, Artur José Cunha da; http://lattes.cnpq.br/8959583980225876; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662O transporte e manuseio de sólidos particulados desempenha um papel importante em muitas indústrias. Para as operações de manuseio de materiais a granel, o pó fugitivo tem se tornado uma das maiores preocupações, pois gera problemas no processo, na fábrica, na saúde dos colaboradores e da comunidade. Uma vez que o escoamento de ar e a umidade se caracterizam como parâmetros associados a geração de poeira, se faz necessário estuda-los para compreender o problema. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo apresentar o projeto de um túnel de vento psicrométrico, um aparato experimental capaz de realizar ensaios em laboratório de modelos de pilhas de minério. Para isto foi realizado dimensionamento de cada componente do túnel de vento, o cálculo de carga térmica de acordo com a bibliografia citada, que apresentou resultados aceitáveis e por meio destes foram selecionados os componentes para controle da carga térmica e a apresentados os custos do projeto.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Projeto de uma bancada de aspersão de fluidos supressores de poeira(2021-10-18) SOUZA, Gustavo Braga de; FONTANA, Arthur dos Reis Lemos; http://lattes.cnpq.br/3870252984773032; https://orcid.org/0000-0002-0316-4620; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662A bancada de aspersão de supressores propõe padronização e controle de qualidade no processo de aspersão de soluções aquosas utilizadas em laboratório para testes e experimentos de composições supressoras de poeira aplicadas a indústria mineradora. O presente trabalho busca a projeção da bancada que será de grande utilidade para o laboratório de fluidodinâmica e particulados da Universidade Federal do Pará no campus de Tucuruí. A projeção busca aproximar um modelo de aspersão em escala reduzida a um modelo real de aspersão de fluidos supressores em vagões de minério utilizado na indústria, selecionando os equipamentos necessários de projeto buscando o melhor custo benefício e reaproveitamento de ferramentas e equipamentos disponíveis capazes de atender aos pré-requisitos do projeto. O novo método de aspersão consolida mais um avanço para melhoria dos estudos de casos de controle de poeira que já se encontram em desenvolvimento. Ainda que desenvolvida com o foco em testes de fluidos poliméricos em pilhas e vagões de minério, esta pode ainda atender diversas outras demandas de aspersão que podem surgir neste campo de pesquisa. A partir do projeto desenvolvido será possível construir o equipamento e obter controle sobre a quantidade de massa de supressor aspergida durante o processo, padronização do processo de aspersão para ser replicado em diversas amostras e gerar resultados mais consistentes aos estudos que dependem deste procedimento de aspersão.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Projeto do sistema de elevação para uma bancada de transportadores de correia para manuseio de minério(2020-02-18) CASTRO, Maycon Magalhães; SOUSA, Walter dos Santos; http://lattes.cnpq.br/5903481928919040; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662O presente trabalho trata do projeto de um sistema de levantamento e inclinação de um transportador de correia em escala para o Laboratório de Fluidodinâmica e Particulados (FluidPar) do Departamento do Tecnolágo, em parceria com a Universidade Federal do Pará / Campus Tucuruí. A partir da análise metodológica com conceitos de projetos mecânicos de diferentes autores, bem como da análise da atual situação do laboratório e suas bancadas, avalia-se as possíveis soluções disponíveis em termos de sistemas de elevação e movimentação de carga que possam atender ao projeto em questão. Dentre as soluções avaliadas, optou-se por um sistema de elevação por fuso trapezoidal ACME como solução de maior potencial de sucesso. A geometria do projeto é estabelecida, os cálculos da potência necessária do motor são apresentados, bem como as solicitações possíveis sobre fuso e é desenvolvido o projeto mecânico da solução. Finalmente, são apresentadas as especificações dos componentes, os resultados e o projeto final da bancada.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Projeto e análise do fluxo de um túnel de água circulante horizontal(2019) FONTANA, Arthur dos Reis Lemos; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662O projeto das lanchas escolares desenvolvido pelo centro Colaborador de Apoio ao Transporte escolar e financiado pelo Governo Federal ficou responsável pelo projeto e produção de embarcações que servem para garantir o acesso das crianças ribeirinhas as escolas. Um projeto grandioso como esse requer avanços nos estudos experimentais dos cascos das embarcações. Um túnel de água circulante é uma instalação perfeita para diversos tipos de experimentos envolvendo cascos de embarcações, ensaios de propulsores etc. Assim, para dar suporte nas atividades acadêmicas bem como dar amparo as pesquisas que precisam de realizar experimentos com fluxo de água contínuo e uniforme, foi projetado um túnel de água circulante que se localizará no galpão do NDAE, que se localiza no campus universitário de Tucuruí. Além disso, realizou-se a análise dinâmica do fluxo via CFD afim de minimizar as variações de velocidade e encontrar o melhor projeto para aletas direcionadoras, deixando a qualidade do fluxo ainda melhor.