EM974 - 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

Revisão Bibliográfica

Modelamento computacional e pré-simulação

Refinamento

Simulação final

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.
𝑞𝑚 1 − 𝛽4
𝐶=𝜋
𝑑2 2Δ𝑝 𝜌
4
• Variáveis:
 Vazão mássica
 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
Real
0.54
0.52
0.5
0.48
5E+4.
30E+4.
Reynolds
100E+4.
Modelo computacional plausível com resultados reais!