Análise numérica e geométrica com design construtal da região de transição para um dispositivo do tipo coluna de água oscilante (CAO)

Autores

  • Yuri Theodoro Barbosa de Lima Universidade Federal do Rio Grande do Sul
  • Luiz Alberto Oliveira Rocha Universidade Federal do Rio Grande do Sul
  • Mateus das Neves Gomes Instituto Federal do Paraná, Campus Paranaguá
  • Elizaldo Domingues dos Santos Universidade Federal do Rio Grande
  • Liércio André Isoldi Universidade Federal do Rio Grande

DOI:

https://doi.org/10.14808/sci.plena.2017.049906

Palavras-chave:

Design Construtal, Coluna de Água Oscilante (CAO), Região de Transição

Resumo

O presente trabalho apresenta um estudo numérico bidimensional sobre a região de transição entre a câmara hidropneumática e a chaminé de um dispositivo conversor do tipo Coluna de Água Oscilante (CAO). O objetivo é maximizar a potência hidropneumática, considerando uma geometria semicircular na região de transição do dispositivo CAO, situada entre a câmara hidropneumática e a chaminé do mesmo. Os resultados são comparados através do valor de potência hidropneumática, para as diferentes configurações geométricas investigadas. O Design Construtal, atrelado ao método de busca exaustiva, foi empregado para definir as dimensões que maximizam a potência hidropneumática. Os graus de liberdade estudados foram o raio (r), a razão entre altura e comprimento da chaminé de saída de ar da câmara CAO (H2/l) e a razão entre a altura e o comprimento da câmara CAO (H1/L). O domínio computacional é representado por um tanque de ondas com o dispositivo CAO acoplado. O software FLUENT foi empregado para a solução numérica das equações, baseada no Método dos Volumes Finitos (MVF). A construção da geometria e a geração da malha foram realizadas no software GAMBIT. Na interação entre as fases ar e água foi aplicado o método Volume of Fluid (VOF). Os resultados obtidos mostram que a máxima potência hidropneumática de 190,61W é obtida para os graus de liberdade H1/L = 0,1346 e r = 7,54, o caso com a mais baixa potência hidropnemática, apresenta 57,73W. Este resultado mostra um ganho de 69,90% em relação ao caso com menor desempenho de potência hidropneumática.

Biografia do Autor

Yuri Theodoro Barbosa de Lima, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

http://lattes.cnpq.br/7473614787264596

Luiz Alberto Oliveira Rocha, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

http://lattes.cnpq.br/2535324018884724

Mateus das Neves Gomes, Instituto Federal do Paraná, Campus Paranaguá

http://lattes.cnpq.br/7153399270700704

Elizaldo Domingues dos Santos, Universidade Federal do Rio Grande

http://lattes.cnpq.br/6854950768271660

Liércio André Isoldi, Universidade Federal do Rio Grande

http://lattes.cnpq.br/3761060945802171

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Publicado

2017-07-26

Como Citar

Lima, Y. T. B. de, Rocha, L. A. O., Gomes, M. das N., Santos, E. D. dos, & Isoldi, L. A. (2017). Análise numérica e geométrica com design construtal da região de transição para um dispositivo do tipo coluna de água oscilante (CAO). Scientia Plena, 13(4). https://doi.org/10.14808/sci.plena.2017.049906

Edição

Seção

VII Conferência Sul em Modelagem Computacional