Estudo experimental da aplicação de ranhuras longitudinais em escoamentos turbulentos internos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Norões, Higuel Parga de Paiva
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/12095
Resumo: Drag reduction techniques are used for energy consumption reduction in various engineering transport systems. Among them, longitudinal riblets stand out since they are passive and of relative easy fabrication when compared to other techniques. It is shown on literature that longitudinal riblets act on modifying turbulent boundary layer of both internal and external flows. Change on flow dynamics near the wall leads to a decrease of up to to 10% in shear stress, which directly reflects system’s energy consumption reduction. The built and analysed experiment of this work consists in comparing the internal flow of a smooth wall rectangular channel and a longitudinal riblets covered channel. Riblets dimensions are optimal as pre-established by literature. Measurements techniques of pressure variation, particle image velocimetry and laser Doppler anemometry. Results show drag reductions of up to 20%, consistent between independent measurement techniques. The achievement of this unprecedented outcome shows the use of longitudinal riblets can and must be studied in-depth for successful application in industry.
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spelling Estudo experimental da aplicação de ranhuras longitudinais em escoamentos turbulentos internosRanhura longitudinalRedução de arrastoCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICADrag reduction techniques are used for energy consumption reduction in various engineering transport systems. Among them, longitudinal riblets stand out since they are passive and of relative easy fabrication when compared to other techniques. It is shown on literature that longitudinal riblets act on modifying turbulent boundary layer of both internal and external flows. Change on flow dynamics near the wall leads to a decrease of up to to 10% in shear stress, which directly reflects system’s energy consumption reduction. The built and analysed experiment of this work consists in comparing the internal flow of a smooth wall rectangular channel and a longitudinal riblets covered channel. Riblets dimensions are optimal as pre-established by literature. Measurements techniques of pressure variation, particle image velocimetry and laser Doppler anemometry. Results show drag reductions of up to 20%, consistent between independent measurement techniques. The achievement of this unprecedented outcome shows the use of longitudinal riblets can and must be studied in-depth for successful application in industry.Técnicas de redução de arrasto são empregadas na diminuição do consumo energético de diversos sistemas de transporte na engenharia. Dentre elas, destacam-se as ranhuras longitudinais, já que são do tipo passivo e de fácil fabricação quando comparadas com outras técnicas. Na literatura, mostra-se que as ranhuras longitudinais atuam modificando a estrutura da camada limite turbulentas de escoamentos tanto internos quanto externos. A alteração na dinâmica do escoamento próximo à parede faz com que a tensão de cisalhamento apresente reduções de até 10%, o que se reflete diretamente na diminuição do consumo energético do sistema. O experimento construído e analisado neste trabalho consiste em comparar o escoamento interno de um canal retangular de parede lisas e um canal com ranhuras longitudinais. As ranhuras possuem dimensões ótimas pré-estabelecidas pela literatura. Foram utilizadas técnicas de medição de variação de pressão, velocimetria por imagem de partículas e velocimetria laser Doppler. Os resultados mostram valores de redução de arrasto acimas de 20%, consistentes entre técnicas de medição independentes. A obtenção deste resultado sem precedentes na literatura mostra que o uso de ranhuras longitudinais pode e deve ser estudado mais aprofundadamente para que sejam aplicadas com sucesso na indústria.Universidade Federal do Rio de JaneiroBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFRJFreire, Átila Pantaleão Silvahttp://lattes.cnpq.br/7018522179059194http://lattes.cnpq.br/1271806336999109Loureiro, Juliana Braga RodriguesMoriconi, Luca Roberto AugustoAnbarlooei, HamidrezaNorões, Higuel Parga de Paiva2020-05-04T13:09:06Z2023-12-21T03:07:05Z2018-12info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://hdl.handle.net/11422/12095porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJ2023-12-21T03:07:05Zoai:pantheon.ufrj.br:11422/12095Repositório InstitucionalPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestpantheon@sibi.ufrj.bropendoar:2023-12-21T03:07:05Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false
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