Análise numérica de escoamento em vasos separadores verticais de compressores alternativos do tipo pistão

• Autor(a) principal: Fagner Patricio Lucas
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AY7FNE
• topic: Escoamento monofásico e bifásico; Dinâmica dos fluidos computacional; Dispositivo de entrada; Vaso separador; Compressor alternativo do tipo pistão; Escoamento bifásico; Análise numérica; Engenharia mecânica; Compressores; Escoamento; Dinâmica dos fluidos

Os vasos separadores são fundamentais em unidades compressoras API-618, por removerem líquidos presentes no escoamento de gás e, assim, evitar a sua entrada no cilindro do compressor. Considerando-se que a realização de experimentos pode ser inviável, tanto em relação ao tempo, quanto em relação aos custos, a simulação computacional tem se mostrado como uma ferramenta útil para avaliação de vasos separadores. Portanto, o objetivo do presente estudo foi a simulação numérica do escoamento de ar e do escoamento bifásico de ar e gotas de água, em seis configurações de vasos separadores, considerando a influência do anel de suporte do eliminador de névoa em malha de fios (ENMF) e dos dispositivos de entrada. Para isso, foram desenvolvidos seis modelos geométricos em um programa de desenho assistido por computador e realizado o teste de convergência das malhas. A malha 2 com 1.115.883 nós foi a que apresentou menor tempo de processamento entre as malhas que convergiram, sendo a mesma usada em todas as simulações. Por sua vez, os resultados obtidos, para as simulações com escoamento de ar, indicaram melhores resultados para o vaso separador com o anel de suporte do ENMF e com o dispositivo de entrada proposto no presente trabalho. Este vaso apresentou uma maior redução da velocidade de entrada do ar (32 m.s-1 para 1,36 m.s-1), uma melhor uniformização do escoamento (coeficiente de variação igual a 0,18) e padrão de escoamento menos susceptível a quebra e reentrada de gotas no escoamento de ar. Já as simulações com escoamento bifásico, ar e gotas de água demonstraram uma menor influência do anel de suporte do ENMF para o vaso separador com o dispositivo de entrada proposto, em decorrência da melhor uniformização do escoamento dentro do vaso. Além disso, o padrão de escoamento das gotas, dentro do vaso com o dispositivo de entrada proposto, criaram condições mais favoráveis à separação das gotas no ENMF.