Determinação dos esforços hidráulicos em válvulas esféricas de grande porte através de mecânica dos fluidos computacional.

• Autor(a) principal: Bernardes, Leandro Alcinei Paladim
• Data de Publicação: 2006
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-31082023-074928/
• topic: Computational fluid mechanics; Hydroelectric plants; Mecânica dos fluidos computacional; Métodos numéricos em dinâmica de fluidos; Numerical methods in fluid dynamics; Usinas hidrelétricas; Valves (Project); Válvulas (Projeto)

Estudamos as forças e momentos hidráulicos que atuam sobre o rotor de uma válvula esférica de grande porte utilizada para proteção da unidade geradora em usinas hidrelétricas. Analisando o fenômeno físico, utilizamos conceitos de Mecânica dos Fluidos Computacional e aplicamos o Método dos Volumes Finitos a um domínio de simulação tridimensional representando o equipamento em estudo. Simulações em Regime Permanente foram feitas com o rotor em posições discretas simulando o fechamento da válvula esférica. O fluido, água, foi considerado incompressível e o escoamento completamente desenvolvido em regime turbulento. O modelo de turbulência K-Epsilon RNG com uma função de parede padrão e o esquema SIMPLEC de acoplamento entre os campos de Pressão-Velocidade foram adotados para resolver o problema tridimensional de forma segregada. As Condições de Contorno aplicadas foram velocidade prescrita na Entrada do domínio computacional e condição localmente parabólica na Saída. Apenas como referência um valor para a pressão foi aplicada na Entrada do problema. Investigamos a magnitude e comportamento de forças e momentos atuantes no rotor bem como o padrão do fluxo no interior da válvula durante a operação de fechamento. É mostrada a variação de coeficientes como arrasto, sustentação, fluxo e cavitação. Também verificamos as demais propriedades decorrentes do fluxo turbulento obtidas a partir da simulação.