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

Yuri Theodoro Barbosa de Lima, Luiz Alberto Oliveira Rocha, Mateus das Neves Gomes, Elizaldo Domingues dos Santos, Liércio André Isoldi

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.


Palavras-chave


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

Texto completo:

PDF


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

Apontamentos

  • Não há apontamentos.


Direitos autorais 2017 Yuri Theodoro Barbosa de Lima, Luiz Alberto Oliveira Rocha, Mateus das Neves Gomes, Elizaldo Domingues dos Santos, Liércio André Isoldi

Licença Creative Commons
Todo conteúdo deste periódico, salvo quando explicitado de forma diferente, está licenciado com uma Licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional.