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Title: Análise da influência de modelos de turbulência na fluidodinâmica de um selo tipo Hole-Pattern
Authors: Marroig, Alex da Cunha
Nunes, Lucas de Abreu Niedner
metadata.dc.contributor.advisor: Araujo, João Felipe Mitre de
metadata.dc.contributor.members: Oliveira, Hugo Alvarenga
Moreira, Roger Matsumoto
Issue Date: 5-Oct-2016
Publisher: Universidade Federal Fluminense
Abstract: As máquinas de fluxo estão presentes em boa parte da indústria de produção de energia por apresentarem inúmeras aplicações, fornecerem grande potência e por serem eficientes. A importância destas máquinas neste ramo da indústria tem motivado diversos estudos na área de dinâmica dos fluidos tanto para as máquinas em si quanto para seus vários componentes. Com os recentes avanços na área de modelagem computacional e simulação numérica, muitos destes estudos têm sido realizados com auxílio da fluidodinâmica computacional, ou CFD (do inglês Computational Fluid Dynamics). O presente trabalho se propõe a analisar os efeitos de quatro diferentes modelos de turbulência (·¡², ·¡!, SST e RNG ·¡²) na fluidodinâmica de um escoamento através de uma seção angular de um selo mecânico tipo hole-pattern, um dos principais componentes de uma turbomáquina. Para tal análise, este escoamento é simulado para cada modelo de turbulência utilizando o software comercial ANSYS CFX®, a partir do qual são obtidos dados de distribuição de pressão, tensões cisalhantes e vazão mássica. Os dados obtidos de distribuição de pressão e tensões cisalhantes são comparados entre os modelos enquanto os dados obtidos para vazão mássica são comparados a um valor experimental. Os resultados deste trabalho demonstram que os quatro modelos analisados possuem praticamente a mesma eficiência na determinação da distribuição de pressão e das tensões cisalhantes, tanto para uma malha mais grossa quanto para uma malha mais refinada, porém na determinação da vazão mássica o modelo SST apresentou valores melhores quando comparados ao valor experimental.
metadata.dc.description.abstractother: The turbomachines are very relevant to the energy production industry due to their big number of applications, for being a great power source and having good efficiency. The importance of these machines in this sector of the industry have been motivating several studies in the area of fluid dynamics for both the machines themselves and their components. With the recent improvements in the area of computational modeling and numerical simulation, most of these studies are being done with the aid of computational fluid dynamics. The purpose of this study is to analyse the effects of four different turbulence models (·¡², ·¡!, SST e RNG ·¡²) on the fluid dynamics of a flow through an angular section of a hole-pattern gas seal, one of the main components of a turbomachine. For this analysis, the flow is simulated for each turbulence model using the comercial software ANSYS CFX®, from which is obtained data of pressure distribution, shear stresses and mass flow. The obtained data for pressure distribution and shear stress are compared among the models while the data for mass flow is compared to an experimental value. The results of this study show that the four analysed models have similar efficiency when determining pressure distribution and shear stresses, for both coarse and fine meshes, however, when determining the mass flow rate the SST model showed better results when compared to the experimental value.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/2316
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