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Type: TESE
Title: Otimização do impelidor KPC utilizando fluidodinâmica computacional (CFD)
Title Alternative: Optimization of KPC impeller using computational fluid dynamics (CFD)
Author: Olino, Ana Letícia Monteiro
Advisor: Nunhez, José Roberto, 1961-
Abstract: Resumo: Um impelidor ideal para suspensões deve prover a suspensão completa ou homogeneização utilizando o mínimo de energia. O fluxo em um tanque agitado depende da geometria do impelidor, do diâmetro e da localização deste, do diâmetro e do fundo do tanque e da geometria de internos. A Fluidodinâmica Computacional (CFD) é uma ferramenta poderosa para predizer fluxos tridimensionais e distribuição de concentração de sólidos produzidos por impelidores de qualquer configuração geométrica. Este estudo pretende aumentar a capacidade de bombeamento de um impelidor de bombeamento axial, chamado KPC, enquanto mantém o baixo consumo de potência. Para avaliar a capacidade de bombeamento do KPC, diferentes ângulos entre a raiz e a ponta das pás foram estudados. O ângulo da raiz foi mantido em 45º, enquanto o ângulo da ponta da pá foi modificado, resultando em diferentes pás. As simulações em CFD foram feitas com água e com água e areia. O modelo de turbulência utilizado foi o Shear Stress Transport (SST) e foi utilizada a técnica de simulação Sliding Grid. O modelo escolhido para as simulações foi validado experimentalmente. O descolamento da camada limite na ponta das pás dos impelidores foi visualizado, e o objetivo principal do trabalho, encontrar o impelidor KPC otimizado, foi atingido. Este impelidor possui 45º na raiz da pá e 10º na ponta da pá. O impelidor otimizado confirmou seu melhor desempenho quando comparado ao impelidor inicial na simulação de uma suspensão de areia e água

Abstract: An ideal impeller for solid suspension should provide complete suspension or homogenization consuming a minimum of energy. The flow in a stirred tank depends on impeller design, diameter and the location of impellers, vessel diameter, bottom design and internals. Computational Fluid Dynamics (CFD) is a powerful tool to predict the three dimensional flow and solids concentration distribution produced by different impellers of any geometric configuration. This study aims to improve the pumping of an axial pumping impeller, named KPC, while maintaining low power consumption. In order to evaluate the pumping capacity of the KPC impeller, differents angles between the root and the tip of the blades have been studied. The angle at the root was maintained at 45º, and the angle at the blade tip has been modified, resulting in different blades. CFD simulations were performed for water and for water and sand. The model used the Shear Stress Transport (SST) turbulence model and the Sliding Grid simulation strategy. The model was validated against experimental data. The impelller blade flow separation was visualized, and the main objective of the work, which was to find the optimized KPC impeller, was reached. This impeller possess 45º in the blade root and 10º in the tip of the blade. The optimized impeller confirmed its better performance when compared to the initial impeller in a simulation of a suspension of sand and water
Subject: Otimização
Fluidodinâmica computacional (CFD)
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2010
Appears in Collections:FEQ - Dissertação e Tese

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