Engenharia

1. INTRODUÇÃO:

De um modo genérico , a dinâmica de fluídos computacional (ou Computational Fluid Dynamics – CFD) pode ser descrita como a simulação númerica dos processos físicos de uma determinado escoamento. A predição dos campos de velocidade, pressão e temperatura e os efeitos da turbulência sobre o escoamento se baseia em modelos matemáticos fundamentados nos princípios da conservação de massa, energia e quantidade de movimento. Considerando a água como um fluido incompressível e desprezandos variações de temperatura, as equações Navier-Stokes regem o escoamento e podem ser descritas conforme disposto abaixo:

Equações de Navier-Stokes:

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Equação da continuidade para fluidos incompressíveis:

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2. DESENVOLVIMENTO:

Por meio do software CFX, foi realizada uma verificação númerica do escoamento em dois modelos distintos:

• Modelo A: bifurcação idealizada no projeto; • Modelo B: bifurcação conforme construído (distinta do projeto).

Os modelos elaborados em software 3D contemplam apenas a 1ª bifurcação (DN 5200 x DN 4300 x DN 2600), visto que, de forma qualitativa, os resultados podems ser extrapolados para a 2ª bifurcação.

3. CONCLUSÕES:

A figura 2 nos mostra uma transição suave do perfil de velocidades na região da bifurcação projetada (modelo A). Já a figura 4, referente à bifurcação conforme construída (modelo B), evidencia um efeito deprimogênito mais acentuado na região da bifurcação (devido à elevação da velocidade para 6,35 m/s) o qual se estabiliza (cerca de 5,9 m/s) ao longo do comprimento do tubo de DN 2600, o qual implicará numa perda de carga ligeiramente maior que a bifurcação projetada (modelo A).

Assim, a vazão dos trechos não será impactada de forma significativa, isto porque o perfil de velocidades se comporta de forma semelhante (a menos da região da bifurcação). No entanto, haverá um ligeiro aumento da perda de carga total, cuja a qual deverá permanecer dentros dos limites