Desenvolvimento metodologia do projeto dos selos labirinto para equipamentos rotativos

• Processo: 23/17030-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - 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 de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica
• 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
• Vinculado ao auxílio: 22/13299-3 - Desenvolvimento metodologia do projeto selos labirinto para equipamentos rotativos, AP.PIPE
• Assunto(s): Otimização Emissão de gases Gases do efeito estufa Máquinas pneumáticas Mudança climática
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Gases de Efeito Estufa | otimização | selo labirinto | vazamento | otimização

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. Os selos atuais nao foram adequadamente projetadas para alcançar compromisso mundial do Brasil em redução significativo de emissões de GEE ate 2030. Em contrapartida, a chegada de novas fontes de energia como hidrogenio exige desenenvolver novas tecnologias e equipamentos como sistemas utilizados em postos de abastecimentos de hidrogenio. Questão de segurança exige zero vazamento nos nos equipamentos como bombas e compressores do posto de hidrogenio. Vale destacar que o selo labirino é o componente reponsavel e crucial para eviat esse vazamento. Portanto, o objetivo inicial da proposta é desenvolver uma metodologia multidisciplinar incluindo métodos computacionais, otimização, fabricação protótipos e validação para projetar selos labirintos inovadores com alta tecnologia e zero vazamento. Essa metodologia sera utilizada pra suprir novas demandas tecnologicas e ambientais do estado do Sao Paulo e Brasil. Com interesse de nosso parceiro SRI, o novo selo labirinto podera ser será fabricado por meio manufatura aditiva e sera vendido em mercado nacional e futuramente internacional. Posteriormente, essa metodologia podera ser aplicada como uma ferramenta em diversos aplicações de selo labirinto com requerimentos especiais. 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 em 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 (LOSM) esses métodos computacionais vêm sendo aplicados nas várias 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 máquinas 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 à 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. (AU)