Simulação numérica e analítica de uma bomba radial para redução dos custos de prototipagem e obtenção de perfis de velocidades e de pressões para estudo da cavitação
Michel Fábio de Souza Moreira1; Thiago Pereira Brito1; Lucas Paglioni Pataro Faria1; Juliana Guedes Arvelos Barbosa1; Handerson Correa Gomes1; José Francisco Vilela Rosa1; Mariana Silveira de Barros Ribeiro1; Pedro Américo Almeida Magalhães Júnior2
1 Centro Universitário Newton Paiva; 2 PUCMINAS
doi:10.20906/CPS/CILAMCE2017-1297
Resumo
As máquinas hidráulicas podem ser classificadas de modo amplo em máquinas de deslocamento positivo (ou volumétricas) e máquinas dinâmicas (ou turbomáquinas). As turbomáquinas, objeto de estudo do presente trabalho, fornecem ou retiram energia de um fluido de forma contínua a partir de efeitos dinâmicos do rotor sobre a corrente de fluido. Para o projeto de qualquer máquina é interessante sua prévia modelagem matemática, para redução dos custos de fabricação associados aos objetivos a serem alcançados por tal máquina. Neste artigo foi realizada a modelagem analítica de uma bomba centrífuga a partir do princípio da quantidade de movimento angular e foi realizada a modelagem numérica a partir da Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) da mesma bomba. Os resultados das duas simulações foram comparados e apresentaram boa concordância entre os valores de pressão e de velocidades, associados a bomba. Os resultados das variáveis estudadas apresentaram discrepâncias de cerca de 10,7% relativos a pressão total entregue ao fluido sem passar pelo difusor da bomba. A partir dos resultados obtidos observou-se o detalhamento dos perfis de velocidades e de pressões obtidos da análise CFD que podem ser usados para estudo de cavitação no interior da bomba.
Palavras-chave: Simulação numérica; Simulação analítica; bomba radial ; comparação