ELABORAÇÃO DE GEOMETRIA E DETERMINAÇÃO DE MALHA NÚMERICA PARA
A SIMULAÇÃO DE UMA BOMBA CENTRÍFUGA.
Afrânio Rodrigues Lucas (Voluntário(a)), Leonardo Machado da Rosa, Lademir Luiz Beal
(Orientador(a))
Bombas centrífugas são equipamentos que permitem o transporte de fluídos com grande eficiência
energética. Seu uso é mais indicado quando se deseja grandes alturas manométricas com médias vazões.
Bombas desse tipo são as mais empregadas no mundo, sendo imprescindíveis em diversas plantas
industriais. Para desenvolver bombas cada vez mais eficientes, há a necessidade de estudar
detalhadamente o seu comportamento em operação, o que acarreta numa grande dificuldade e alto custo
para a realização de experimentos. Neste sentido, o uso de técnicas numéricas torna-se interessante. A
fluidodinâmica computacional (CFD) é uma destas técnicas, utilizada para a solução de problemas
relacionados ao escoamento de fluídos, que vem se destacando para o projeto de bombas. Isto se deve
ao fato dela poder gerar dados precisos, mesmo para geometrias complexas. Desta forma, o objetivo do
presente trabalho é a criação de uma malha numérica adequada para ser utilizada em simulações do
escoamento em uma bomba centrífuga em regime de operação. Para isso, primeiramente foi necessário
criar um modelo geométrico da bomba, idêntico ao modelo real. Foram utilizados uma máquina de
medição tridimensional e um paquímetro digital para obter as medidas necessárias para o modelamento
geométrico de todos componentes que compõe a bomba. De posse destas dimensões, foi utilizado um
programa CAD para a criação do modelo tridimensional em escala real. Neste modelo geométrico, foram
determinadas as regiões com presença de fluído, que foram então divididas em diversos volumes de
controle utilizando-se programas disponíveis no software OpenFOAM. Por fim, estes foram separados
em dois domínios, estático e rotativo, próximos a carcaça e ao rotor, respectivamente. Foi obtida uma
malha preliminar com aproximadamente 1 milhão de volumes de controle, que apresenta uma
predominância de volumes hexaédricos e presença de prismas junto às paredes. A maioria dos volumes
gerados encontra-se na região junto ao rotor, pois esta é uma área na qual existem detalhes que
requerem volumes muito pequenos, de grande importância na determinação do comportamento da
bomba. A verificação de parâmetros de qualidade desta malha, tais como ortogonalidade e simetria, além
de uma análise visual, mostraram-se satisfatórios. Uma vez que estes critérios foram atendidos, o
próximo passo é a utilização da malha gerada para a predição do comportamento turbulento do fluído
escoando no interior da bomba, em diferentes condições de operação.
Palavras-chave: Bomba centrífuga; Fluidodinâmica computacional; Malha númerica.
Apoio: UCS, Sem financiamento