Estudo do torque hidrodinâmico em palhetas do sistema distribuidor de turbinas Francis em regime permanente

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Menezes, Pedro Henrique Bastos
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Monografias da UnB
Texto Completo: http://bdm.unb.br/handle/10483/14758
Resumo: Monografia (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016.
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spelling Menezes, Pedro Henrique BastosMiserda, Roberto F. BobenriethMENEZES, Pedro Henrique Bastos. Estudo do torque hidrodinâmico em palhetas do sistema distribuidor de turbinas Francis em regime permanente. 2016. x, 98 f., il. Monografia (Bacharelado em Engenharia Mecânica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2016.http://bdm.unb.br/handle/10483/14758Monografia (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016.Segundo a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), 65,24% da energia elétrica produzida no Brasil é proveniente do aproveitamento de recursos hídricos de modo que a importância do bom funcionamento e maior e_ciência de Usinas Hidrelétricas (UHE) e Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCH) é inegável. A maioria das turbinas hidráulicas em UHEs espalhadas pelo Brasil são do tipo Francis, cuja vazão d'água que as atravessa é definida por sistemas distribuidores. Parte deste sistema é composto por palhetas móveis de abertura controlada por servo motores. Para que a vazão seja reduzida, é necessário que o torque hidráulico resistivo atuante nas palhetas do sistema distribuidor seja vencido pelos servo motores. A estimativa deste torque hidráulico resultante foi feita se utilizando de técnicas de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) para simular o escoamento d'água da entrada destas palhetas móveis até a saída do tubo de sucção, a jusante da usina, passando pelas pás do rotor. As geometrias e dados experimentais foram coletadas gratuitamente no site do Projeto Francis-99, realizado pela Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia (NTNU). Com base na geometria axiperiódica da turbina, o escoamento através da máquina foi divido em canais individuais e iguais, de forma que quando unidos a geometria completa é satisfeita. Um dos canais foi então dividido em três trechos com malhas fluidas e condições de contorno próprias, considerando regime permanente. Para que a simulação pudesse ser executada, foram utilizados os softwares Ansys ICEM CFD, OpenFoam e ParaView, além de três técnicas computacionais para realizar interfaces entre os trechos: Plano de Mistura (do inglês, Mixing Plane), Interface Generalizada de Malha (do inglês, General Grid Interface) e Múltiplos Referenciais Rotativos (do inglês, Multiple Rotating Frame of Reference). Após a execução da simulação, valores do campo de velocidades e de pressão foram encontrados. O campo de pressão atuante na superfície das palhetas do sistema distribuidor foi então integrado para que o torque hidráulico resultante fosse encontrado.Submitted by Nayara Silva (nayarasilva@bce.unb.br) on 2016-08-22T19:01:42Z No. of bitstreams: 3 license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) 2016_PedroHenriqueBastosMenezes.pdf: 11675305 bytes, checksum: 6e8e5a3e6e8b30af2ff141b2593057b3 (MD5)Approved for entry into archive by Luanna Maia (luanna@bce.unb.br) on 2016-09-26T14:09:07Z (GMT) No. of bitstreams: 3 license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) 2016_PedroHenriqueBastosMenezes.pdf: 11675305 bytes, checksum: 6e8e5a3e6e8b30af2ff141b2593057b3 (MD5)Made available in DSpace on 2016-09-26T14:09:08Z (GMT). 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The estimation of the resulting hydraulic torque was performed using Computational Fluid Dynamics (CFD), using techniques to simulate the ow of water from the entry of these vanes to the exit of the draft tube, through the rotor blades. The geometries and experimental data were collected for free on the site of the Project Francis-99, held by the Norwegian University of Science and Technology (NTNU). Based on the axially periodic turbine geometry, the ow through the machine was divided in separated isolated channels, so that when joined the complete geometry is rebuilt. One of the channels was then divided into three isolated tracks with uid meshes and suitable boundary conditions, considering steady state operation. In order to realize the simulation, the software ANSYS ICEM CFD, OpenFOAM and ParaView were used and three computational techniques to make interfaces between the sections were implemented: Mixing Plane, General Grid Interface and Multiple Rotating Frame of Reference. After running the simulation, the velocity and pressure elds were found. The pressure eld acting on the surface of the guide vanes was then integrated so that the resulting hydraulic torque was found.Estudo do torque hidrodinâmico em palhetas do sistema distribuidor de turbinas Francis em regime permanenteinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis2016-09-26T14:09:08Z2016-09-26T14:09:08Z2016-06Turbinas hidráulicasDinâmica dos fluidosinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Monografias da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBORIGINAL2016_PedroHenriqueBastosMenezes.pdf2016_PedroHenriqueBastosMenezes.pdfapplication/pdf11675305http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/14758/1/2016_PedroHenriqueBastosMenezes.pdf6e8e5a3e6e8b30af2ff141b2593057b3MD51CC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain49http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/14758/2/license_url4afdbb8c545fd630ea7db775da747b2fMD52license_textlicense_textapplication/octet-stream0http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/14758/3/license_textd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD53license_rdflicense_rdfapplication/octet-stream0http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/14758/4/license_rdfd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain1758http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/14758/5/license.txt48fee5d355e169b5219b5efc5a9ad174MD5510483/147582020-08-28 10:41:07.516oai:bdm.unb.br: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 Digital de Monografiahttps://bdm.unb.br/PUBhttp://bdm.unb.br/oai/requestbdm@bce.unb.br||patricia@bce.unb.bropendoar:115712020-08-28T13:41:07Biblioteca Digital de Monografias da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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