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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Dinâmica dos fluidos computacional aplicada a ejetores
Title Alternative: Computational fluid dynamics applied to jet pumps
Author: Pedroso, Michele Cristina, 1987-
Advisor: Bannwart, Antonio Carlos, 1955-
Abstract: Resumo: O presente trabalho consiste no estudo do escoamento em ejetores líquido-líquido, utilizando a dinâmica dos fluidos computacional (DFC). Os modelos de turbulência ?-? padrão e SST foram avaliados para a previsão do comportamento de três ejetores do tipo água-água. Nos resultados evidencia-se que ambos os modelos de turbulência são capazes de prever o ponto de máxima eficiência para dois de três ejetores avaliados, com menos de 10% de erro. O modelo SST apresentou maior capacidade de previsão dos comportamentos, quando comparado ao modelo ?-? padrão, e, portanto, foi escolhido para o estudo de outras geometrias de ejetores. Foram avaliadas trinta e uma geometrias distintas, buscando esclarecer as influências no envelope de operação de ejetores dos seguintes e principais parâmetros geométricos: razão de áreas bocal-garganta; comprimento da garganta; ângulo de abertura do difusor; geometria da sucção e geometria do bocal. As principais conclusões são: (1) a razão de áreas bocal-garganta é a responsável por determinar o ponto operacional do ejetor, sendo o parâmetro geométrico mais importante no projeto do dispositivo; (2) a garganta do ejetor requer um comprimento ótimo, não sendo demasiadamente curta nem demasiadamente longa; (3) o ângulo de abertura recomendável para o difusor é de 5º; (4) para a sucção recomenda-se uma orientação geométrica que permita que os escoamentos dos fluidos motriz e movido se encontrem com direções diferentes, o que favorece a mistura e contribui na eficiência do ejetor; e, (5) bocais cônicos mais curtos fornecerem os melhores desempenhos, quando comparados a bocais esféricos ou elípticos

Abstract: This work presents a two-dimensional computational fluid dynamics (CFD) study applied to liquid-jet-liquid (LJL) ejectors, where water is the power fluid ¿ or primary fluid ¿ and also the moved fluid ¿ or secondary fluid. The standard ?-? and SST turbulence models were both used to analyze the behavior of three liquid-jet-liquid ejectors found in the literature. The predicted behaviors showed good agreement between numerical and experimental data for two of the three analyzed ejectors, with less than 10% deviation at the maximum efficiency spot. The SST model was chosen to study additional jet pump geometries, once this model showed increased accuracy on predictions than standard ?-? model. The CFD analysis of thirty one proposed geometries were used to consider the main effects on pump efficiency by varying typical parameters as follows: (1) nozzle-to-throat area ratio, (2) the throat length (3) the diffuser opening angle, (4) the suction geometry and (5) the nozzle geometry. The main conclusions are (1) nozzle-to-throat area ratio is the main parameter that drives the pumping mass range capacity, (2) the optimization of the throat length provides increased pump efficiency; (3) a diffusor opening angle of 5o is advisable; (4) an improved suction geometry contributes to the suitability of primary and secondary fluids mixture as it provides the commingling of flow fields from different directions, improving the mixture process; (5) a reduced conical nozzle presents higher efficiency compared to spherical or elliptical geometries
Subject: Engenharia de petróleo
Dinâmica dos fluidos - Simulação por computador
Escoamento turbulento
Bombas hidráulicas
Editor: [s.n.]
Citation: PEDROSO, Michele Cristina. Dinâmica dos fluidos computacional aplicada a ejetores. 2015. 1 recurso online ( 128 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/265727>. Acesso em: 29 ago. 2018.
Date Issue: 2015
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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