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
– 138091
– 139622
– 139228
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Professor: Eugênio Spanó Rosa
Julho de 2015 - 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.
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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
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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.
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• 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.
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• 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.
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• 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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• 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.
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Resultados e convergência.
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• 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.
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• Análise dos modelos de turbulência
• Melhor: KECHEN
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Resultados e convergência.
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• Baixa propagação dos vórtices gerados
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Resultados e convergência.
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• Campo de temperatura
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Resultados e convergência.
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• Campo de pressão
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Resultados e convergência.
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• Campo de velocidade
DUVIDAS ?
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