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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33699| Título: | Análise de escoamento de fluido através de folga em labirinto de canal de turbina Francis por meio de simulação numérica |
| Título(s) alternativo(s): | Fluid flow analysis through labyrinth clearance of Francis turbines channel using numerical simulation |
| Autor(es): | Orso, Victor Luis Santin |
| Orientador(es): | Casarin, Joviano Janjar |
| Palavras-chave: | Turbinas Turbinas hidráulicas Dinâmica dos fluidos Turbulência Turbines Hydraulic turbines Fluid dynamics Turbulence |
| Data do documento: | 1-Dez-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Pato Branco |
| Citação: | ORSO, Victor Luis Santin. Análise de escoamento de fluido através de folga em labirinto de canal de turbina Francis por meio de simulação numérica. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2023. |
| Resumo: | A região localizada entre as partes rotativa e estática de turbinas tipo Francis, definida como labirinto, demanda análise em relação ao escoamento de fluido através dos canais existentes nessa interface. Em função da complexidade das configurações geométricas e das variáveis envolvidas, a análise das perdas associadas ao escoamento na região do labirinto é tarefa bastante onerosa. Dessa forma, o presente trabalho objetiva avaliar o escoamento de água através da folga de labirintos em turbinas Francis por meio de simulação numérica. As simulações foram executadas com auxílio do programa Ansys CFX®. A discretização das equações de balanço de massa e quantidade de movimento foi realizada por meio do método de volumes finitos, e o modelo de turbulência empregado foi o k-ε. Os resultados numéricos foram comparados com soluções analíticas utilizadas em projetos existentes e com método analítico desenvolvido neste trabalho. O parâmetro utilizado para as comparações foi a vazão no tubo de drenagem, permitindo concluir que a utilização de um modelo de simulação multifásico com patch resulta em valores de vazão alinhados com ambos os cálculos analíticos, indicando a consistência do trabalho. |
| Abstract: | The region located between the rotating and static parts of Francis-type turbines, defined as a labyrinth, demands analysis in relation to the fluid flow through the channels existing at this interface. Due to the complexity of the geometric configurations and the variables involved, the analysis of losses associated with flow in the labyrinth region is a very onerous task. Therefore, the present work aims to evaluate the water flow through the labyrinth clearance in Francis turbines through numerical simulation. The simulations were carried out using the Ansys CFX® software. The discretization of the mass balance and momentum equations was carried out using the finite volume method, and the turbulence model used was the k-ε. The numerical results were compared with analytical solutions used in existing projects and with the analytical method developed in this work. The parameter used for comparisons was the flow rate in the drainage pipe, allowing to conclude that the use of a multiphase simulation model with patch results in flow values aligned with both analytical calculations, indicating the consistency of the work. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33699 |
| Aparece nas coleções: | PB - Engenharia Mecânica |
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