j atos t urbulentos i ncidentes t urbulent j et i mpinging alunos: bruno resende rodrigues ra:090576...
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JATOS TURBULENTOS INCIDENTES “TURBULENT JET IMPINGING”
Alunos:
Bruno Resende Rodrigues RA:090576
Mauricio Zangari RA:141265
Matéria: EM974 - A
Professor: Eugênio Spanó Rosa
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APLICAÇÕES
• Resfriamento e aquecimento de superfícies
• Secagem de superfícies• Tratamentos térmicos• Decolagem vertical de
aviões
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REGIÕES CARACTERÍSTICAS DO JATO Região 1 Núcleo potencial Região 2 Fluxo estabelecido Região 3 Região de estagnação Região 4 Jato de parede (“Wall Jet”)
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RESULTADOS EXPERIMENTAIS PARA COMPARAÇÃO
Perfis de velocidade dos “wall jets”
Behnia et al (1998)Loureiro e Freire (2009)
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DOMÍNIO COMPUTACIONAL Domínio axissimétrico Geometria semelhante nas duas simulações Modelo de turbulência KEMODL – YAP (k-ԑ Yap)
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MALHA NUMÉRICA – DISCRETIZAÇÃO DO DOMÍNIO
Refinamento nas regiões críticas: Núcleo e bordas do
jato Região de estagnação Região do “wall jet”
Estratégias: “Power Law”Divisão do domínio –
Objeto “Null”
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RESULTADOS - GERAL•Qualitativamente bons, mas deve-se verificar quantitativamente
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DOMÍNIO – SIMULAÇÃO 1•Dimensões iguais ao experimento de Loureiro e Freire (2009)
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RESULTADOS – SIMULAÇÃO 1•Perfis apresentam a forma característica, mas deve-se verificar os valores de velocidade.•Picos aparentam estar deslocados
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RESULTADOS – SIMULAÇÃO 1
r=75 mm r=100 mm
3 6 9 12 15 18-2
0
2
4
6
8
10
Dados exper-imentaisValores do PHOENICS
3 6 9 12 15 180
1
2
3
4
5
6
7
•Eixo vertical: velocidade radial (m/s)•Eixo horizontal: posição axial (mm)
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RESULTADOS – SIMULAÇÃO 1
3 6 9 12 15 180
1
2
3
4
5
6Dados exper-imentaisValores do PHOENICS
3 6 9 12 15 180
0.51
1.52
2.53
3.54
4.5r=125 mm r=150 mm
•Eixo vertical: velocidade radial (m/s)•Eixo horizontal: posição axial (mm)
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DOMÍNIO – SIMULAÇÃO 2• Parâmetros fornecidos em formas adimensionais no experimento de Behnia et all (1998)• Foram usadas as mesmas proporções na simulação.
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RESULTADOS – SIMULAÇÃO 2
0 0.1 0.2 0.3 0.40.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
1.000
r /D = 0,5
z / D
U /
Uou
t
0 0.1 0.2 0.3 0.40.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
1.000
r /D = 0
K-e - YAP
Experi-mental
z / D
U /
Uou
t
r: posição radial (distância da linha de centro)z: posição axial (distância da parede)Uout: Velocidade de saída do jato (35,5 m/s)U: velocidade axial
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RESULTADOS – SIMULAÇÃO 2
0 0.1 0.2 0.3 0.40.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
1.000
r /D = 1
K-e - YAP
Experimental
z / D
U /
Uou
t
0 0.1 0.2 0.3 0.40.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
1.000
r /D = 2,5
K-e - YAP
Experimental
z / D
U /
Uou
t
r: posição radial (distância da linha de centro)z: posição axial (distância da parede)Uout: Velocidade de saída do jato (35,5 m/s)U: velocidade axial
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CONCLUSÃO
Resultados qualitativamente bons, mas não quantitativamente.
Valores numéricos bons próximos à parede e à linha do centro do jato.
Longe dessas regiões os erros podem ser elevados – superiores a 50%.
Erros atribuídos à utilização de modelos de turbulência.
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CONCLUSÃO
PHOENICS separa os modelos em baixo Reynolds e alto Reynolds, mas há regiões de ambos os casos na simulação.