Análise teórica do escoamento em rotores centrífugos com pás auxiliares

• Autor(a) principal: VIOLATO, Marcelo Oliveira
• Data de Publicação: 2004
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
• Texto Completo: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3819
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA; Rotores centrífugos; Pás auxiliares; Escoamento potencial; Método dos painéis

Este trabalho apresenta uma formulação para o escoamento potencial e incompressível em rotores centrífugos de turbomáquinas contendo um conjunto de pás auxiliares consideradas de espessura infinitamente fina. A formulação é baseada no método das singularidades e é feita diretamente no plano da grade radial que representa o rotor centrífugo, evitando-se transformações intermediárias. Uma aproximação é efetuada para se levar em consideração a variação radial de largura das pás, possibilitando uma formulação integral, linear e exclusivamente de contorno. A solução numérica da equação integral de Fredholm de primeira espécie, resultante da formulação apresentada, é obtida pelo método dos painéis. Uma distribuição linear de densidade de vórtices é admitida em cada painel plano das pás discretizadas, com isso a condição de Kutta e a condição de entrada sem choque do escoamento no rotor são impostas diretamente. Todas as grandezas de interesse, tanto locais como globais, podem ser calculadas. Uma dessas grandezas é o número de Richardson que fornece importantes informações sobre as características do escoamento através de rotores centrífugos. Os resultados numéricos obtidos neste trabalho são apresentados para diversos rotores centrífugos com pás principais e auxiliares em formato de arco de círculo tendo uma geometria fixa de seção meridional. Três posições circunferenciais para o conjunto de pás auxiliares em relação às pás principais e três comprimentos de pás auxiliares são considerados para efeito de análise e comparação dos resultados. ii Ao contrário da técnica geralmente utilizada, onde as pás auxiliares são originadas de suas correspondentes pás principais através de usinagem, é proposta neste trabalho uma modificação na geometria de entrada das pás auxiliares, a fim de se evitar o choque de entrada, porém mantendo-se o mesmo formato pré-estabelecido. Conclui-se que o critério do número de Richardson máximo pode indicar não só o número ótimo de pás principais e auxiliares como também a posição circunferencial e o comprimento das pás auxiliares. Essa afirmação precisa ser avaliada por meio de estudos experimentais posteriores.