Desenvolvimento metodologia do projeto selos labirinto para equipamentos rotativos

• Processo: 22/13299-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2024
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Projetos de Máquinas
• Pesquisador responsável: Shahin Ranjbarzadeh
• Beneficiário: Shahin Ranjbarzadeh
• Empresa: Falcao Hightec Solution Ltda
• CNAE: Fabricação de produtos diversos não especificados anteriormente ; Desenvolvimento e licenciamento de programas de computador não-customizáveis ; Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais
• Município: São Paulo
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/17030-1 - Desenvolvimento metodologia do projeto dos selos labirinto para equipamentos rotativos, BP.PIPE
• Assunto(s): Mudança climática Simulação por computador Propriedades mecânicas Redução de CO2 Óleo e gás
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Mudanças Climáticas | Óleo e Gás | Propriedades mecânicas | Redução de CO2 | selo labirinto | Simulação Computacional | Desenvolvimento de metodologia

Resumo

As emissões não controladas de gases de efeito estufa (GEE) podem ter uma influência significativa nos impactos climáticos. A emissão ocorre de várias maneiras, como vazamento de selos mecânicos de compressores e turbinas e também de dispositivos pneumáticos, que são projetados para evitar a descarga de gás durante a operação. Na busca pela redução dos efeitos climáticos causados pelas emissões de GEE (CH4 e CO2), o aprimoramento do selo labirinto (SL) em bombas e compressores multi-estágio utilizados para transporte e injeção de GEE (CH4 e CO2) torna-se uma necessidade. Projeto aqui vai apoiar o Brasil na redução da emissão de GEE através de projetar os selos labirintos para máquinas pneumáticas como bomba, compressor e turbina e na realização da CND (Contribuição Nacionalmente Determinada, assumida durante a COP-21 em Paris) sobre mudanças climáticas. O objetivo geral da proposta é desenvolver uma metodologia multidisciplinar incluindo métodos computacionais, otimização, fabricação, protótipos e validação para projetar selos labirintos, necessário da indústria brasileira e solucionar problemas técnicos. Essa metodologia será posteriormente oferecida como um serviço a potenciais clientes e o projeto será fabricado em parceria com empresas nacionais e internacionais de SL. Os SLs são uma série de superfícies estendidas formando câmaras entre um eixo e um mancal fixo, amplamente utilizados em turbinas a gás e pneumáticas, e que são uma excelente solução para selo em peças rotativas submetidas a altas temperaturas. Os SLs atualmente são baseados geometrias tradicionais. No entanto, a fim de atender às necessidades e regulamentações ambientais mais rígidas, os projetos SL devem ser melhorados. O ideal é que os selos sejam projetados visando o mínimo de vazamento. Nessa forma, a fim de projeto o SL para a melhor eficiência, para atingir o mínimo de vazamento possível (perto zero) além da otimização topológica, vamos introduzir o conceito de Materiais Inteligentes (MIs) em projetos SL. Considerando que o projeto de SL é complicado devido ao grande número de parâmetros que podem ser alterados, a otimização e outros estudos desempenham um papel crucial nesse objetivo. Em nosso grupo de pesquisa especialista em otimização topológica (OT) e manufatura aditiva pelo Laboratório de Otimização de Sistemas Multifásicos (MSOL) esses métodos computacionais vêm sendo aplicados nas vários projetos industriais em vários segmentos brasileiros de medicina, óleo, gás e engenharia civil e temos colaborações com maiores grupos de pesquisas na Europa, Asia e Norte Americano nessa área de atuação. Nosso grupo tem conhecimento profundo de projeto SL e maquinas rotativas com realização pesquisas nas áreas de compressores e SL com parceria do SHELL e FAPESP nos últimos cinco anos. Acreditamos que um modelo de negócios B2B possa prover esse serviço de maneira mais eficiente do que vem sendo realizado pela Universidade, que é normalmente limitada a projetos de pesquisa restritos ao interesse do departamento, e também possui limitações quanto à gestão de recursos, prazos e contratação de mão-de-obra qualificada. Nesse projeto focamos em análise de viabilidade técnico-científico-econômico de métodos computacionais e otimização topológica para projeto SLs para mitigação GEE aplicada em problemas nos diversos segmentos da indústria brasileira. (AU)