TUBO DE VORTEX RANQUE-HILSCH

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1 TUBO DE VORTEX RANQUE-HILSCH
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA TUBO DE VORTEX RANQUE-HILSCH Autores: Brener D’Lélis Oliveira Ramos – Luís Felipe de Oliveira Lima – Vinícius Eduardo de Malta Pádua – Professor: Eugênio Spanó Rosa Julho de Tubo de vortex Ranque-Hilsch

2 O que é um tubo de vórtice ?
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA O que é um tubo de vórtice ? Dispositivo mecânico sem partes móveis. Promove a separação do ar de entrada em correntes quente e fria. Valores típicos de temperaturas: Entrada: 21°C e 6,9bar Saída quente: 76°C Saída fria: -34°C Julho de Tubo de vortex Ranque-Hilsch

3 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Exemplo de utilização. Utilização na refrigeração em usinagens em equipamentos CNC. Julho de Tubo de vortex Ranque-Hilsch

4 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Objetivos iniciais. Visualização do mecanismo da separação de temperatura Estudar a influência da geometria no comportamento global do sistema Estudar a influência das propriedades do ar de entrada Julho de Tubo de vortex Ranque-Hilsch

5 Geometria. Dimensões do tubo Homemade de Otto Belden
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Geometria. Dimensões do tubo Homemade de Otto Belden Pequena diferença entre as dimensões de diferentes fabricantes. Julho de Tubo de vortex Ranque-Hilsch

6 Geometria. Modelo criado a partir do Creo Parametric 2.0®
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Geometria. Modelo criado a partir do Creo Parametric 2.0® Entrada tangente à circunferência do tubo de modo a gerar os vórtices Julho de Tubo de vortex Ranque-Hilsch

7 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Geometria. O arquivo gerado no Creo Parametric 2.0® é o *.prt. Para o Phoenics® foi exportado como *.stl. A qualidade da geometria obtida foi insuficiente. A criação da malha, inlets e outlets foi dificultada. Julho de Tubo de vortex Ranque-Hilsch

8 Geometria. Geometria cartesiana
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Geometria. Geometria cartesiana Objetos criados com as pré-formas do Phoenics Geometria simplificada Julho de Tubo de vortex Ranque-Hilsch

9 Propriedades e domínio.
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Propriedades e domínio. Julho de Tubo de vortex Ranque-Hilsch

10 Condições de contorno. UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Condições de contorno. Julho de Tubo de vortex Ranque-Hilsch

11 Malha. UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Malha. Julho de Tubo de vortex Ranque-Hilsch

12 Resultados e convergência.
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Resultados e convergência. Pressão na saída fria inferior à atmosférica, levando a entrada de fluido pela saída fria. Os resultados foram incoerentes. Julho de Tubo de vortex Ranque-Hilsch

13 Resultados e convergência.
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Resultados e convergência. A solução para a pressão inferior à atmosférica foi colocar a entrada de ar diretamente no tubo. Julho de Tubo de vortex Ranque-Hilsch

14 Resultados e convergência.
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Resultados e convergência. Julho de Tubo de vortex Ranque-Hilsch

15 Resultados e convergência.
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Resultados e convergência. Análise dos modelos de turbulência Melhor: KECHEN Julho de Tubo de vortex Ranque-Hilsch

16 Resultados e convergência.
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Resultados e convergência. Baixa propagação dos vórtices gerados Julho de Tubo de vortex Ranque-Hilsch

17 Resultados e convergência.
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Resultados e convergência. Campo de temperatura Julho de Tubo de vortex Ranque-Hilsch

18 Resultados e convergência.
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Resultados e convergência. Campo de pressão Julho de Tubo de vortex Ranque-Hilsch

19 Resultados e convergência.
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Resultados e convergência. Campo de velocidade Julho de Tubo de vortex Ranque-Hilsch

20 DUVIDAS ? UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DUVIDAS ? Julho de Tubo de vortex Ranque-Hilsch