MODELOS MATEMÁTICOS PARA ANÁLISE DE MANCAIS HIDRODINÂMICOS CILÍNDRICOS EM MÁQUINAS ROTATIVAS

Jefferson Silva Barbosa¹; Aldemir Aparecido Cavalini Júnior¹; Valder Steffen Júnior¹

¹ Universidade Federal de Uberlândia

Resumo

O presente trabalho visa analisar dois modelos matemáticos distintos aplicados ao estudo dos mancais hidrodinâmicos cilíndricos. O modelo linear propõe uma solução numérica para a equação de Reynolds, de modo que as forças hidrodinâmicas são obtidas por meio da integração numérica do campo de pressão hidrodinâmica sobre a superfície do eixo em contato com a cunha de óleo. Os coeficientes dinâmicos, por sua vez, são calculados por meio de um processo de linearização. Já o modelo não linear, utiliza-se se uma hipótese simplificadora e propõe uma solução analítica para a equação de Reynolds. Deste modo, as forças e hidrodinâmicas e os coeficientes dinâmicos são calculados analiticamente por meio da solução desta equação. O comportamento dinâmico de um rotor pode ser descrito por meio de uma equação obtida através da modelagem matemática utilizando o método dos Elementos Finitos. As forças hidrodinâmicas bem como os coeficientes dinâmicos determinados para os dois modelos em análise são acoplados à equação do movimento do rotor possibilitando o cálculo das órbitas e do diagrama de Campbell. Nota-se que a velocidade crítica calculada para ambos modelos é muito próxima e, acredita-se, que a diferença entre os valores se deve à geometria do mancal (mancal longo) que compromete a confiabilidade do modelo não linear.

Palavras-chave: mancais hidrodinâmicos cilíndricos; modelo linear; modelo não linear