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Tipo do documento: Dissertação
Título: Simulação numérica da cavitação em turbomáquinas usando uma formulação Euler-Lagrange.
Título(s) alternativo(s): Numerical simulation of cavitation in turbomachines using an Euler-Lagrange approach.
Autor: Victorino, Silveira Luís 
Primeiro orientador: Mangiavacchi, Norberto
Primeiro membro da banca: Costa Filho, Manoel Antonio da Fonseca
Segundo membro da banca: Souza, Mauro Carlos Lopes
Terceiro membro da banca: Anjos, Gustavo Rabello dos
Quarto membro da banca: Pontes, José da Rocha Miranda
Resumo: Turbomáquinas são máquinas operacionais que transferem energia mecânica entre um rotor e um fluido. Estas máquinas têm muitas aplicações industriais. Um dos componentes de uma turbomáquina responsável pela transferência da energia, ou receber a rotação do eixo e transformar em energia de fluido em caso de bomba ou transferir a energia do fluido para o eixo em caso de uma turbina, é o impelidor ou rotor. O fenómeno da cavitação envolve escoamento bifásico: o líquido a ser bombeado e as bolhas de vapor que são formadas durante o processo de bombeamento. O processo de formação dessas bolhas é complexo, mas ocorre principalmente devido a presença de regiões de pressões muito baixas. O colapso dessas bolhas pode muitas vezes levar a deterioração do material, dependendo da intensidade ou da velocidade de colapso das bolhas. O principal objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento hidrodinâmico do escoamento nos canais do impelidor de uma turbomáquina do tipo radial usando recursos de fluidodinâmica computacional (CFD). Uma abordagem Euler-Lagrange acoplada com o modelo da equação de Langevin foi empregada para estimar a trajetória das bolhas. Resultados das simulações mostram as particularidades de um escoamento líquido-bolha de vapor passando em um canal de geometria curva, fornecendo assim informações que podem nos ajudar na prevenção da cavitação nessas máquinas.
Abstract: Turbomachines are operational machines that transfer mechanical energy between a rotor and a fluid. This type of machinery is employed in many industries. One of the main components of a turbomachine responsible for the energy transference, either receiving the rotation of the shaft and transforming it into fluid energy in the case of a pump or transferring energy from the fluid to the shaft in the case of a turbine, is the impeller or rotor. The cavitation phenomenon involves two-phase flow: the liquid to be pumped and the vapor bubbles which are formed during pumping. The formation process of these bubbles is complex, but occurs mainly due to the presence of regions of very low pressure. The collapse of the bubbles can often lead to a deterioration of the material, depending on the intensity or speed of bubbles collapse. The main objectives of this work was to study the hydrodynamic behavior of the flow in the impeller channels of a turbomachine (radial flow turbopump) using computational fluid dynamics (CFD resources). An Euler-Lagrange approach coupled with the Langevin equation model, was employed to estimate the bubbles tracking trajectory. Results of the simulations show the details of liquid-vapor bubble flow in a curved channel, providing insights that help us in the cavitation prevent of this machines.
Palavras-chave: Mechanic Engineering
simulation
Cavitation
CFD (computational fluid dynamics)
Engenharia Mecânica
Simulação numérica
Cavitação
DFC (Dinâmica dos fluidos computacional)
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Idioma: por
País: BR
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Citação: VICTORINO, Silveira Luís. Simulação numérica da cavitação em turbomáquinas usando uma formulação Euler-Lagrange.. 2014. 93 f. Dissertação (Mestrado em Fenômenos de transporte; Mecânica dos sólidos) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2014.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11707
Data de defesa: 31-Mar-2014
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Mecânica

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