http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/32599
Fichier | Description | Taille | Format | |
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2018_PedroHenriqueDiasdeVérasSousa.pdf | 60,92 MB | Adobe PDF | Voir/Ouvrir |
Titre: | Estudo numérico da extensão na saída do tubo de sucção de uma turbina hidráulica do tipo bulbo |
Auteur(s): | Sousa, Pedro Henrique Dias de Véras |
Orientador(es):: | Brasil Júnior, Antônio César Pinho |
Assunto:: | Turbinas hidráulicas Engenharia mecânica Tubo de sucção Escoamento Simulação numérica |
Date de publication: | 3-sep-2018 |
Data de defesa:: | 22-mar-2018 |
Référence bibliographique: | SOUSA, Pedro Henrique Dias de Véras. Estudo numérico da extensão na saída do tubo de sucção de uma turbina hidráulica do tipo bulbo. 2018. 108 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018. |
Résumé: | O objetivo deste trabalho foi investigar numericamente o efeito de diversos parâmetros de modelagem da extensão posicionada na saída do tubo de sucção de uma turbina bulbo nas características do escoamento nessa região e no desempenho da máquina. As simulações do tipo RANS foram realizadas no software comercial ANSYS CFX e a turbulência foi modelada utilizando o modelo k − ω SST. Inicialmente, foram avaliadas três condições de entrada para o tubo de sucção, empregando um domínio reduzido da turbina para isso. Os resultados foram validados com base em dados experimentais e serviram para as simulações principais deste trabalho. Ao todo, foram estudadas quatro geometrias de extensão para o tubo de sucção da turbina bulbo e, além das condições de operação da máquina, também foram analisadas a influência das condições de contorno na extensão e a interação entre os escoamentos de turbinas adjacentes. Os perfis de velocidade dentro do tubo de sucção foram validados com base em dados experimentais, e os resultados de perda de carga, eficiência e campo de velocidade foram comparados para determinar o impacto das diferentes extensões. De forma geral, a geometria na saída do tubo de sucção influenciou a expansão do escoamento e, consequentemente, a distribuição de velocidades e pressão nessa região. Outro fator importante foi a rotação do escoamento, que introduziu assimetrias no campo de velocidade e aumentou a interação das turbinas. Contudo, os resultados mostraram pouca influência dos parâmetros estudados no desempenho previsto da máquina. |
Abstract: | In this work, the goal was to numerically investigate the effect of many different modeling parameters of the extension placed at the exit of the draft tube of a bulb turbine in the flow characteristics in this region and the performance of the machine. RANS simulations were carried in the commercial code ANSYS CFX and the turbulence modeled using the k − ω SST model. Initially, three inlet conditions for the draft tube were evaluated in a reduced domain of the turbine. The results were validated with the available experimental data and served as an input for the main simulations in this work. Four extension geometries were studied in total and, besides the inlet conditions, the influence of the boundary conditions in the extension and the interaction between adjacent turbines has also been analyzed. The velocity profiles inside the draft tube were validated using experimental data and the results for the head losses, efficiency and velocity field were compared to determine the impact of using different extensions. Overall, the geometry of the extension influenced the expansion of the flow and, therefore, the velocity and pressure distribution in this region. Another important factor was the flow rotation, which introduced asymmetries in the velocity field and increased the interaction among the turbines. However, the results showed a small influence of the studied parameters in the machine’s predicted performance. |
metadata.dc.description.unidade: | Faculdade de Tecnologia (FT) Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM) |
Description: | Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. |
metadata.dc.description.ppg: | Programa de Pós-Graduação em Ciências Mecânicas |
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Collection(s) : | Teses, dissertações e produtos pós-doutorado |
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