Simulação numérica do escoamento laminar em um canal complexo

Abstract

Este trabalho simula numericamente a perda de carga e o coeficiente de atrito médio em canais compostos utilizando o pacote ANSYS®CFX. Foram avaliados 03 tipos de canais retangularesde altura H e largura W com um canal secundário ao longo de uma das paredes laterais. As dimensões do canal secundário são sua profundidade P e largura D. As simulações foram feitas para um escoamento laminar e incompressível para uma faixa de Reynolds de200 a 1200, baseado no diâmetro-hidráulico, DH, na velocidade média do canal, Um, e na viscosidade cinemática do fluido, ν. Os resultados mostraram que o coeficiente médio de atrito é função de um fator de forma C e inversamente proporcional ao número de Reynolds. Autilização do diâmetro-hidráulico como escala de comprimento para o cálculo do fator médio de atrito levou a uma dispersão dos resultadosque foram melhor aproximados utilizando raiz quadrada da área da seção transversaldo canal, A. Soluções transientes também foram avaliadas para observar instabilidades comuns nesse tipo de canal. Somente o canal de maior área de slot mostrou flutuações periódicas de velocidade, caso C4.