Otimização de ejetores com fluidodinâmica computacional

• Autor(a) principal: Charin, Amanda Henriques Leite de Mattos
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/19394
• topic: Ejetores; Fluidodinâmica computacional; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA

O presente trabalho estudou o comportamento de ejetores que são amplamente utilizados na indústria como substitutos para compressores mecânicos. Este equipamento arrasta um fluido secundário através da injeção de um fluido de alta pressão em uma combinação de dutos convergente / divergente. Um estudo preliminar utilizando Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) foi validado com dados experimentais. Observou-se boa concordância entre os resultados experimentais e o modelo proposto. Para representação adequada do fenômeno, utilizou-se um método de solução baseado na massa específica com tratamento de gás ideal para o fluido de trabalho e aproximação bidimensional axissimétrica do domínio. Como segunda parte deste estudo, uma análise de otimização foi aplicada. Primeiramente, o objetivo foi conseguir a melhor configuração geométrica variando três diferentes parâmetros simultaneamente com uma condição de operação fixa e maximizando a eficiência do dispositivo. Posteriormente, também foi variada a condição operacional. A eficiência do dispositivo foi avaliada por duas variáveis: a taxa de arraste, que é a razão entre a entrada de fluido secundário e do fluido motriz, e a taxa de compressão representando a razão entre a pressão de descarga e a pressão de entrada do fluido secundário. Os resultados do primeiro processo de otimização mostram que acréscimos nas dimensões dos parâmetros acarretam em maiores taxas de arraste. Na segunda parte da otimização, observa-se que a condição operacional tem uma maior influência sobre o desempenho do ejetor. Verificou-se também que incrementos na pressão do fluido secundário acarretam em maiores taxas de arraste e menores taxas de compressão, gerando, portanto, uma relação conflitante entre as duas funções objetivo que pode ser aproximada por uma curva ótima.