AnÃlise do escoamento em turbomÃquinas radiais.

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2001

RESUMO

No presente trabalho, sÃo discutidos alguns aspectos do escoamento em turbomÃquinas radiais, com Ãnfase nas anÃlises teÃrica e experimental de rotores centrÃfugos. Na anÃlise teÃrica, utilizando o mÃtodo das singularidades, sÃo apresentadas duas formulaÃÃes para o escoamento potencial e incompressÃvel no interior de rotores centrÃfugos com pÃs de largura variÃvel. Na primeira formulaÃÃo, apropriada para pÃs de espessura finita, o escoamento no plano fÃsico, para qualquer geometria de rotor de turbomÃquina, à mapeado para o plano da grade linear. A soluÃÃo numÃrica da equaÃÃo de Fredholm de segunda espÃcie, resultante dessa formulaÃÃo no plano da grade linear, à obtida pelo mÃtodo dos painÃis, atravÃs de uma distribuiÃÃo de vÃrtices de densidade uniforme em cada painel. Por meio de uma equaÃÃo de transformaÃÃo de velocidades, as caracterÃsticas do escoamento sÃo reconduzidas para o plano fÃsico. Na segunda formulaÃÃo, apropriada para pÃs infinitamente finas, as caracterÃsticas do escoamento sÃo obtidas no prÃprio plano da grade radial. A soluÃÃo numÃrica da equaÃÃo de Fredholm de primeira espÃcie resultante dessa formulaÃÃo à obtida tambÃm pelo mÃtodo dos painÃis, porÃm com uma distribuiÃÃo de vÃrtices de densidade linear em cada painel. Diversas caracterÃsticas locais e globais do escoamento sÃo determinadas para vÃrios formatos de pÃs. Baseando-se no carregamento da pÃ, propÃe-se um parÃmetro adimensional que determina o nÃmero Ãtimo de pÃs. Na anÃlise experimental, foram construÃdos cinco rotores centrÃfugos com diferentes formatos e nÃmeros de pÃs. TambÃm, foi construÃda uma seÃÃo especial de testes para ensaios de rotores centrÃfugos sem interferÃncia externa irregular no seu escoamento. Para a determinaÃÃo das caracterÃsticas do escoamento, foram utilizados dois sistemas de medidas: um, com uma sonda aerodinÃmica localizada na saÃda do rotor centrÃfugo e, o outro, com uma cÃlula de carga para a mediÃÃo da potÃncia de eixo desse rotor. A comparaÃÃo entre os resultados obtidos por esses dois sistemas de medidas mostra algumas caracterÃsticas importantes como o fenÃmeno da recirculaÃÃo do escoamento no rotor centrÃfugo. Os resultados numÃricos e experimentais sÃo comparados para uma ampla faixa de vazÃes. Diversas anÃlises dos resultados sÃo apresentadas e alguns comentÃrios sÃo feitos sobre a validade da aplicaÃÃo de teorias invÃscidas em rotores centrÃfugos. Conclui-se que o critÃrio baseado no nÃmero de Richardson mÃximo à apropriado para indicar o nÃmero Ãtimo de pÃs de rotores centrÃfugos com pÃs curvadas para trÃs, por meio do cÃlculo do escoamento potencial.

ASSUNTO(S)

mÃtodo dos painÃis (dinÃmica dos fluÃdos) escoamento potencial anÃlise numÃrica escoamento radial aerodinÃmica turbomÃquinas compressores centrÃfugos pÃs de rotores

Documentos Relacionados