EM 974 Mtodos Computacionais em Engenharia Trmica e

EM 974 - Métodos Computacionais em Engenharia Térmica e Ambiental Análise do coeficiente de descarga devido ao escoamento através de uma placa de orifício Enoque Akira Suga Bruno Diniz Mendonça 060387 084293

• Introdução Medidores de pressão através de fluxo de fluído por um tubo passando por uma placa com orifício, gerando diferencial de pressão a jusante e a montante da placa. Tem uma larga aplicabilidade devido a: • Simplicidade • Baixo custo • Praticidade

• Objetivo Realizar um paralelo entre modelo real adotado pela norma ABNT NBR ISO 5167 -1 e o modelo criado pelo programa PHOENICS, tendo como principal enfoque o coeficiente de descarga como fator de comparação. • Metodologia do Projeto ü Revisão Bibliográfica ü Modelamento computacional e pré-simulação ü Refinamento ü Simulação final ü Análise dos dados e conclusão

• Revisão Bibliográfica ABNT NBR ISO 5167 -1 • Dimensões padrões da placa com orifício e posição das tomadas de pressão

• Revisão Bibliográfica ABNT NBR ISO 5167 -1 • Valores de coeficiente de descarga reais tabelados em função da razão de diâmetros β e o número de Reynolds do escoamento.

• Revisão Bibliográfica Coeficiente de Descarga • Relaciona a razão entre os resultados teóricos e reais. • Variáveis: ü Vazão mássica ü Diferença de pressões Método de análise: Variação da vazão mássica Diferença de pressão COEFICIENTE DE DESCARGA

• Modelo Computacional Modelo I • • Modelo de turbulência: LVEL Diâmetro do tubo: 100 mm Diâmetro do orifício: 30 mm Placa com orifício: BLOCKAGE Comprimento do tubo: 1 m Malha: NX= 1; NY= 20; NZ= 31 Fluido de trabalho: água a 20ºC

• Pré-Simulação PréSimulação I II III Vazão Mássica (kg/s) 4 24 80 C (Simulação) C (Norma) Erro(%) 0, 9010 0, 8931 0, 9035 0, 6028 0, 5991 0, 5984 49 49 51

• Refinamento Modelo II • • • Modelo de turbulência: KECHEN Diâmetro do tubo: 100 mm Diâmetro do orifício: 70 mm Placa com orifício: PLATE Comprimento do tubo: 2 m Malha: NX= 1; NY= 35; NZ= 130 ( Maior número de células a jusante). • Fluido de trabalho: água a 20ºC

• Pré-Simulação PréSimulação I II III Vazão Mássica (kg/s) 0, 8 8 80 C (Simulação) C (Norma) Erro(%) 0, 5424 0, 5401 0, 5322 0, 6157 0, 6099 0, 6061 12 11 12

• Análise dos Dados Coeficiente de Descarga 0, 64 0, 62 0, 6 0, 58 0, 56 Phoenics 0, 54 Real 0, 52 0, 5 0, 48 5 E+4. 30 E+4. Reynolds 100 E+4. Modelo computacional plausível com resultados reais!