INFLUÊNCIA DA VELOCIDADE ANGULAR DE ROTAÇÃO NO ESCOAMENTO TURBULENTO EM TANQUES CILÍNDRICOS

SELMER, Leonardo Woorsluys1; MARIANI, Viviana Cocco2;

Resumo

Introdução:O estudo e análise do comportamento do escoamento turbulento de fluidos no interior de recipientes pode ser feita através de experimentos ou através da modelagem matemática, isto é, da solução numérica de equações diferenciais parciais que representam tal escoamento. Tais equações são conservação da massa, quantidade de movimento além das equações do modelo de turbulência. A respeito da compreensão do comportamento do escoamento de um ou mais fluidos no interior de tanques cilíndricos agitados é de grande valia verificar as dimensões do tanque, diferentes níveis do fluido, diferentes velocidades de rotação, etc.

Objetivo:Assim, o objetivo geral deste estudo foi analisar o escoamento turbulento de fluídos numericamente, quando estes ocupam o volume total de um tanque cilíndrico rotativo em que se encontram, e avaliar a influência da velocidade angular de rotação do mesmo, isto é forças externas que são responsáveis pelo movimento do fluido.

Metodologia:Neste projeto, primeiro fez-se uma pesquisa bibliográfica na área para se familiarizar com o tema em questão, em seguida um caso experimental foi selecionado para validação numérica: tanque cilindro estacionário com um disco giratório na parte superior. Na sequência estudou-se outro tanque cilíndrico com um agitador central formado por 4 pás, onde o agitador rotacional com velocidades pré-definidas. Ambos casos foram resolvidos numericamente utilizando um software comercial ANSYS® CFX® 14.5.

Resultados:Primeira etapa foi a validação do estudo experimental da literatura. A validação do modelo, apesar de ser para um escoamento laminar, foi feita com sucesso, visto que a diferença nos resultados apresentados ficou em torno de 15%. Na sequência foi analisado os efeitos da velocidade angular de rotação no escoamento turbulento, foram verificadas as velocidades de 20, 50, 70 e 90 rpm

Conclusões:Com a análise dos resultados pode-se perceber que quanto maior a velocidade angular há um crescimento das componentes da velocidade e da energia cinética. O escoamento turbulento investigado no interior do tanque cilíndrico para diferentes velocidades de rotação do agitador central mostrou-se simétrico.

Palavras-chave: Turbulência. Tanque Cilíndrico. Dinâmica dos Fluidos Computacional.

Legendas

    1. Estudante
    2. Orientador