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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39838| Título: | Avaliação numérica da influência do afastamento entre discos de difusores radiais modificados nos parâmetros globais do escoamento |
| Título(s) alternativo(s): | Numerical evaluation of the influence of disc spacing in modified radial diffusers on global flow parameters |
| Autor(es): | Karashima, Gabriel Campoi |
| Orientador(es): | Ferreira, Ricardo Lopes |
| Palavras-chave: | Escoamento Métodos de simulação Válvulas Runoff Simulation methods Valves |
| Data do documento: | 11-Dez-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Cornelio Procopio |
| Citação: | KARASHIMA, Gabriel Campoi. Avaliação numérica da influência do afastamento entre discos de difusores radiais modificados nos parâmetros globais do escoamento. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2025. |
| Resumo: | Com sua alta empregabilidade em sistemas de refrigeração residenciais e industriais, as válvulas automáticas do tipo palheta desempenham um papel determinante na eficiência energética de compressores alternativos. Devido à complexidade da interação fluido-estrutura e às dificuldades experimentais impostas pelas dimensões reduzidas, a modelagem numérica desses componentes é frequentemente realizada utilizando a simplificação geométrica de difusores radiais. Este trabalho apresenta uma análise numérica detalhada dos parâmetros globais do escoamento em um difusor radial modificado, caracterizado pela introdução de um chanfro de 23° no orifício de alimentação, visando avaliar o impacto dessa geometria no comportamento fluidodinâmico. As simulações foram conduzidas para diferentes afastamentos entre discos (s/d variando de 0,2 a 1,0) sob um número de Reynolds fixo (Re = 3000). Para a solução do campo de escoamento, utilizou-se o software OpenFOAM® baseado no Método dos Volumes Finitos (MVF), empregando o modelo de turbulência - RNG para o fechamento das equações mé- dias de Reynolds (RANS). Os resultados demonstram que a modificação geométrica suaviza a transição do escoamento axial para radial, alterando significativamente os perfis de pressão na superfície da válvula. Observou-se que, comparado à geometria padrão, o difusor chanfrado apresenta uma redução na área efetiva de força devido à menor pressurização na região central, ao mesmo tempo que há um aumento no coeficiente de descarga, indicando uma redução nas perdas de carga por separação na entrada da fresta. |
| Abstract: | With their high applicability in residential and industrial refrigeration systems, reed-type auto- matic valves play a decisive role in the energy efficiency of reciprocating compressors. Due to the complexity of fluid-structure interaction and experimental difficulties imposed by small dimensions, numerical modeling of these components is often performed using the geometric simplification of radial diffusers. This work presents a detailed numerical analysis of the global flow parameters in a modified radial diffuser, characterized by the introduction of a 23° chamfer at the feeding orifice, aiming to evaluate the impact of this geometry on fluid dynamic behavior. Simulations were conducted for different disc spacings (s/d ranging from 0.2 to 1.0) under a fixed Reynolds number (Re = 3000). For the flow field solution, OpenFOAM® software based on the Finite Volume Method (FVM) was used, employing the RNG - turbulence model to close the Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations. The results demonstrate that the geometric modification smooths the transition from axial to radial flow, significantly altering the pressure profiles on the valve surface. It was observed that, compared to the standard geometry, the chamfered diffuser presents a reduction in the effective force area due to lower pressurization in the central region, alongside an increase in the discharge coefficient, indicating a reduction in pressure losses due to separation at the gap inlet. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39838 |
| Aparece nas coleções: | CP - Engenharia Mecânica |
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