Fome e Abundância: Um Paradoxo Brasileiro?
17 a 22 de outubro de 2016
Trabalho 6653
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Fluidos e fenômenos de transporte |
| Setor | Departamento de Engenharia de Produção e Mecânica |
| Bolsa | PIBIC/CNPq |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | CNPq |
| Primeiro autor | Lucas Calvi Piazzarolo |
| Orientador | RICARDO CAPUCIO DE RESENDE |
| Outros membros | ALVARO MESSIAS BIGONHA TIBIRIÇA, HENRIQUE MARCIO PEREIRA ROSA, JULIO CESAR COSTA CAMPOS |
| Título | Simulação CFD de Turbo-Bombas |
| Resumo | As bombas centrífugas, também chamadas de turbobombas, desempenham um papel fundamental no uso doméstico e industrial. Sem elas, o transporte de fluidos para diferentes níveis seria muito mais trabalhoso e o custo dessa operação seria muito mais elevado. O principal componente deste tipo de equipamentos é o rotor, que é um conjunto de pás ou palhetas que impulsionam o líquido que passa por ele. Através da rotação deste, são geradas as forças que são desenvolvidas na massa líquida. Além do rotor, outro importante componente das turbobombas é a voluta. Esta é uma carcaça estacionária em forma de caracol. A principal função da voluta, além do direcionamento do fluxo, é a conversão da parcela dinâmica da energia do fluido em energia estática, aumentando assim a carga de elevação do fluido. Nos últimos tempos, a Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD – Computer Fluid Dynamics) vem se destacando, pois as simulações numéricas possuem um grande potencial para predizer o desempenho e fornecer um quadro completo do funcionamento do equipamento, antes da produção e implantação do sistema, gerando assim uma economia de tempo e recursos financeiros. Este trabalho buscou mostrar a importância das ferramentas de modelagem e simulação CFD no projeto de uma bomba centrífuga e verificar a diferença nos resultados da simulação do rotor com a simulação da bomba completa. Isso foi possível pois, através das simulações, é obtido um quadro completo do desempenho e das perdas de energia da máquina, podendo assim serem buscadas melhorias no projeto, como condições de operação e variações geométricas, a fim de atender os requisitos de funcionamento da instalação estudada. A geometria da bomba simulada foi obtida com base em um artigo científico analisado, juntamente com a teoria das turbomáquinas. Após as simulações, como resultados, a comparação entre as curvas de altura útil do rotor com a da bomba mostra que o rotor apresenta maior altura útil total, porém, quando a voluta é inserida, a pressão estática é elevada devido à recuperação da parcela dinâmica de energia. Esta parcela não é inteiramente recuperada, pois ocorrem muitas perdas quando a voluta é inserida, o que a torna um “mal necessário”, que é fundamental para o correto funcionamento da máquina, porém leva a grandes perdas de pressão e, consequentemente, da capacidade de elevação de água da bomba. As distribuições de pressão, contornos de velocidade e vetores de velocidade apresentadas mostraram-se coerentes com o que era esperado teoricamente. Foram observadas áreas de recirculação em algumas partes do rotor e principalmente na saída da voluta. Comparando as curvas de rendimento hidráulico dos dois modelos, o modelo com a voluta apresentou maior rendimento para a maior parte da faixa das vazões, mostrando-se menos eficiente apenas para vazões muito elevadas, que não seriam utilizadas em um projeto real da bomba estudada. |
| Palavras-chave | Bomba centrífuga, CFD, Rotor |
| Forma de apresentação..... | Painel |