Desenvolvimento de dispositivo para ruptura de membranas por diferença de pressão
| dc.contributor.advisor | Marinho, George Santos | |
| dc.contributor.advisorID | https://orcid.org/0000-0003-3565-4744 | pt_BR |
| dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/0490476694313938 | pt_BR |
| dc.contributor.author | Leite, Giovanni Miro Pessoa | |
| dc.contributor.authorLattes | https://lattes.cnpq.br/6131625486730787 | pt_BR |
| dc.contributor.referees1 | Toro, Paulo Gilberto de Paula | |
| dc.contributor.referees2 | Fonseca, Viviane Muniz | |
| dc.date.accessioned | 2023-07-12T17:58:12Z | |
| dc.date.available | 2023-07-12T17:58:12Z | |
| dc.date.issued | 2023-07-07 | |
| dc.description.abstract | A device was designed, built, and tested for experimental demonstrations on gas compression and rupture of samples of materials that present plastic behavior. The device consists of two tubes, one for compression and the other for gas evacuation. Gas compression is obtained through the displacement of a piston coupled to a spindle attached to a gearbox driven by an electric motor with controllable advance. At the end of the high-pressure tube is a wall with a hole where the membrane (sample of material) to be tested is installed. When the motor is activated, the spindle moves the piston inside the tube, compressing and increasing the gas pressure, which, in turn, deforms the membrane, which can lead to rupture. Suppose the maximum nominal pressure of the device is reached (more significant advance of the piston) without the membrane reaching its resistance limit. In that case, the low-pressure tube can be connected to the high-pressure one and then coupled to a vacuum pump. In this way, it is possible to increase the pressure difference, increasing the chance of rupture of the membrane. Based on fundamentals and failure criteria, a structural analysis of the device was carried out in order to determine its operational safety. Thus, it was possible to establish a relationship between the pressure and the advance of the piston inside the tube. This allowed calculating the maximum theoretical operating pressure of the device. After preliminary tests and project adjustments, three experiments were carried out using aluminized PP plastic membranes. Pressure curves were constructed as a volume function based on the data obtained. From the analysis of the experimental curves, agreement with the theoretical prediction was verified. It was concluded that the constructed device could operate safely and be used for didactic purposes (e.g., Boyle - Mariotte experiment), with the possibility of use in research on the resistance of materials. | pt_BR |
| dc.description.resumo | Foi projetado, construído e testado um dispositivo para demonstrações experimentais sobre compressão de gases e ruptura de amostras de materiais que apresentem comportamento plástico. O dispositivo é composto de dois tubos, sendo um para compressão e o outro para evacuação de gás. A compressão do gás é obtida por meio do deslocamento de um êmbolo acoplado a um fuso solidário a uma caixa de engrenagens acionada por um motor elétrico com avanço controlável. Na extremidade do tubo de alta pressão há uma parede dotada de um furo, onde se instala a membrana (amostra de material) a ser testada. O acionamento do motor movimenta o fuso que desloca o êmbolo no interior do tubo, comprimindo e aumentando a pressão do gás, que, por sua vez, deforma a membrana, podendo levá-la ao rompimento. No caso de se atingir a pressão máxima nominal do dispositivo (maior avanço do êmbolo) sem que a membrana atinja seu limite de resistência, o tubo de baixa pressão pode ser conectado ao de alta pressão e, em seguida, acoplado a uma bomba de vácuo. Desse modo, é possível aumentar a diferença de pressão, aumentando a chance de rompimento da membrana. Com base em fundamentos e critérios de falha, realizou-se uma análise estrutural do dispositivo visando determinar sua segurança operacional. Assim, foi possível estabelecer uma relação entre a pressão e o avanço do êmbolo no interior do tubo. Isso permitiu calcular a pressão máxima teórica de operação do dispositivo. Após testes preliminares e ajustes do projeto, foram realizados três experimentos, nos quais utilizaram-se membranas de plástico PP aluminizado. Com base nos dados obtidos, construíram-se curvas de pressão em função do volume. A partir da análise das curvas experimentais constatou-se a concordância com a previsão teórica. Concluiu-se que o dispositivo construído está apto a operar com segurança, podendo ser empregado para fins didáticos (e.g., experimento de Boyle - Mariotte), com possibilidade de uso em pesquisa sobre resistência dos materiais. | pt_BR |
| dc.identifier.citation | LEITE, Giovanni Miro Pessoa. Desenvolvimento de dispositivo para ruptura de membranas por diferença de pressão. Orientador: George Santos Marinho. 2023. 8f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023. | pt_BR |
| dc.identifier.issn | 1809-4791 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/53269 | |
| dc.language | pt_BR | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.publisher.department | Engenharia Mecânica | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UFRN | pt_BR |
| dc.publisher.program | Engenharia Mecânica | pt_BR |
| dc.rights | Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ | * |
| dc.subject | Vaso de pressão | pt_BR |
| dc.subject | Pistão | pt_BR |
| dc.subject | Critério de falha | pt_BR |
| dc.subject | Pressure vessel | pt_BR |
| dc.subject | Piston | pt_BR |
| dc.subject | Failure criterion | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA | pt_BR |
| dc.title | Desenvolvimento de dispositivo para ruptura de membranas por diferença de pressão | pt_BR |
| dc.type | bachelorThesis | pt_BR |
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