Formulação RANS aplicada ao escoamento monofásico e bifásico em uma bomba centrifuga
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Data de Publicação: | 2020 |
Outros Autores: | |
Tipo de documento: | Artigo |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UnB |
Texto Completo: | https://repositorio.unb.br/handle/10482/45077 https://orcid.org/0000-0002-3045-1975 |
Resumo: | Neste trabalho a formulação RANS é aplicada à simulação do escoaento turbulento no interior de bomba centrifuga, para ambos os esoamentos, mono e bi-fásico. O principal objetivo é determinar as curvas de potência e eficiencia da máquina para diferentes velocidades angulares, para ambos tipos de escoaento monofásico e bifásico. O caso é moldado pelo software Ansys CFX, adotando o modelo de turbulência k-ωSSTe o modelo Rayleigh-Plesset para crescimento de bolhas de cavitação. Na primeira etapa foram avaliadas as curvas de altura manométrica e rendimento para três diferentes rotações, 1250, 1500 e 2000 RPM, impondo fluxo mássico na entrada do domínio computacional. Para a simulação bifásica foram prescritos na entrada do domínio mistura de água/vapor a 25ºC, para analisar numericamente o comportamento das curvas de NPSH da máquina para diferentes rotações, através da imposição de fluxo mássico na entrada e pressão prescrita na saída. Como principais resultados a quantidade de vapor de água, no interior da máquina, aumentou om o aumento da rotação. O valor de NPSH requerido simulado foi comparado com as soluções disponíveis na literatura, através do fator de Thoma, . Apesar de um certo espalhamento dos dados o fator de Thoma mostrou-se na forma =C nq4/3, sendo C uma constante e nq a rotação espeífia da máquina. |
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Formulação RANS aplicada ao escoamento monofásico e bifásico em uma bomba centrifugaReynolds Average Navier-Stokes formulation applied to single and two-phase flowsin a centrifugal pumpSimulação numéricaCurvas caracteristicasEscoamento multifásicoBomba centrifugaCavitaçãoNPSHNeste trabalho a formulação RANS é aplicada à simulação do escoaento turbulento no interior de bomba centrifuga, para ambos os esoamentos, mono e bi-fásico. O principal objetivo é determinar as curvas de potência e eficiencia da máquina para diferentes velocidades angulares, para ambos tipos de escoaento monofásico e bifásico. O caso é moldado pelo software Ansys CFX, adotando o modelo de turbulência k-ωSSTe o modelo Rayleigh-Plesset para crescimento de bolhas de cavitação. Na primeira etapa foram avaliadas as curvas de altura manométrica e rendimento para três diferentes rotações, 1250, 1500 e 2000 RPM, impondo fluxo mássico na entrada do domínio computacional. Para a simulação bifásica foram prescritos na entrada do domínio mistura de água/vapor a 25ºC, para analisar numericamente o comportamento das curvas de NPSH da máquina para diferentes rotações, através da imposição de fluxo mássico na entrada e pressão prescrita na saída. Como principais resultados a quantidade de vapor de água, no interior da máquina, aumentou om o aumento da rotação. O valor de NPSH requerido simulado foi comparado com as soluções disponíveis na literatura, através do fator de Thoma, . Apesar de um certo espalhamento dos dados o fator de Thoma mostrou-se na forma =C nq4/3, sendo C uma constante e nq a rotação espeífia da máquina.In this work numericalsimulation of single and bi-phase flows are carried out in a centrifugal pump.The main goal is to simulate both head and the efficiency curves for different angular velocities face single and two phase flows. To achieve such goals commercial Ansys CFXplatformwas employed. The physical model was discretized into finite volumes and the turbulence model employed was k-ωSSTalongwith Rayleigh-Plesset to model the bubble increasing for cavitation modelling. At the first stage both head and the efficiency curveswere simulated under single phase flow for three different angular velocities, 1250, 1500 and 2000 RPM. In sequencebi-phase flow was prescribed at the pump inlet to analyse the same head and efficiency curves under the light of the vapour/liquid mixture. During the simulation only liquid and/or vapour water, at 25°C were employed. As the main results the vapour-water was seen to increase as the leading to a head decreasein comparison with the single phase flow, does not matter which the angular velocity prescribed. The required NPSH was then computedand compared with the based on the open literature formula, through the Thoma factor, . Despite of the certain scattering of the data the Thoma factor was found to be fitted by exponential curve as =C nq4/3, being C the constant and nq the specific pump rotation.Faculdade UnB Gama (FGA)Revista Interdisciplinar de Pesquisa em Engenharia - RIPE2022-10-27T13:13:41Z2022-10-27T13:13:41Z2020-09-02info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/articleapplication/pdfNUNES, Gabriela de Godoi Saldanha; GOULART, Jhon Nero Vaz. Formulação RANS Aplicada ao Escoamento Monofásico e Bifásico em uma Bomba Centrifuga. Revista Interdisciplinar de Pesquisa em Engenharia, [S. l.], v. 6, n. 1, p. 63-70, 2020. Disponível em: https://periodicos.unb.br/index.php/ripe/article/view/33871. Acesso em: 4 mar. 2022.https://repositorio.unb.br/handle/10482/45077https://orcid.org/0000-0002-3045-1975Copyright (c) 2020 Revista Interdisciplinar de Pesquisa em Engenharia (CC BY ND) Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License. Fonte: https://periodicos.unb.br/index.php/ripe/article/view/33871. Acesso em: 4 mar. 2022.info:eu-repo/semantics/openAccessNunes, Gabriela de Godoi SaldanhaGoulart, Jhon Nero Vazporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2023-08-21T17:53:56Zoai:repositorio.unb.br:10482/45077Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2023-08-21T17:53:56Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false |
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Neste trabalho a formulação RANS é aplicada à simulação do escoaento turbulento no interior de bomba centrifuga, para ambos os esoamentos, mono e bi-fásico. O principal objetivo é determinar as curvas de potência e eficiencia da máquina para diferentes velocidades angulares, para ambos tipos de escoaento monofásico e bifásico. O caso é moldado pelo software Ansys CFX, adotando o modelo de turbulência k-ωSSTe o modelo Rayleigh-Plesset para crescimento de bolhas de cavitação. Na primeira etapa foram avaliadas as curvas de altura manométrica e rendimento para três diferentes rotações, 1250, 1500 e 2000 RPM, impondo fluxo mássico na entrada do domínio computacional. Para a simulação bifásica foram prescritos na entrada do domínio mistura de água/vapor a 25ºC, para analisar numericamente o comportamento das curvas de NPSH da máquina para diferentes rotações, através da imposição de fluxo mássico na entrada e pressão prescrita na saída. Como principais resultados a quantidade de vapor de água, no interior da máquina, aumentou om o aumento da rotação. O valor de NPSH requerido simulado foi comparado com as soluções disponíveis na literatura, através do fator de Thoma, . Apesar de um certo espalhamento dos dados o fator de Thoma mostrou-se na forma =C nq4/3, sendo C uma constante e nq a rotação espeífia da máquina. |
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NUNES, Gabriela de Godoi Saldanha; GOULART, Jhon Nero Vaz. Formulação RANS Aplicada ao Escoamento Monofásico e Bifásico em uma Bomba Centrifuga. Revista Interdisciplinar de Pesquisa em Engenharia, [S. l.], v. 6, n. 1, p. 63-70, 2020. Disponível em: https://periodicos.unb.br/index.php/ripe/article/view/33871. Acesso em: 4 mar. 2022. https://repositorio.unb.br/handle/10482/45077 https://orcid.org/0000-0002-3045-1975 |
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