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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASFACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA

Autores: Brener D’Lélis Oliveira Ramos – 138091 Luís Felipe de Oliveira Lima – 139622 Vinícius Eduardo de Malta Pádua – 139228

Professor: Eugênio Spanó Rosa

TUBO DE VORTEX RANQUE-HILSCH

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O que é um tubo de vórtice ?

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• 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

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Exemplo de utilização.

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• Utilização na refrigeração em usinagens em equipamentos CNC.

Objetivos iniciais.

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• 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

Geometria.

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• Dimensões do tubo Homemade de Otto Belden• Pequena diferença entre as dimensões de diferentes fabricantes.

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Geometria.

• Modelo criado a partir do Creo Parametric 2.0®• Entrada tangente à circunferência do tubo de modo a gerar os vórtices

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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.

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Geometria.

• Geometria cartesiana• Objetos criados com as pré-formas do Phoenics• Geometria simplificada

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Propriedades e domínio.

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Condições de contorno.

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Malha.

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Resultados e convergência.

• Pressão na saída fria inferior à atmosférica, levando a entrada de fluido pela saída fria. Os resultados foram incoerentes.

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Resultados e convergência.

• A solução para a pressão inferior à atmosférica foi colocar a entrada de ar diretamente no tubo.

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Resultados e convergência.

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Resultados e convergência.

• Análise dos modelos de turbulência• Melhor: KECHEN

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Resultados e convergência.

• Baixa propagação dos vórtices gerados

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Resultados e convergência.

• Campo de temperatura

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Resultados e convergência.

• Campo de pressão

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Resultados e convergência.

• Campo de velocidade

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DUVIDAS ?