material aula maquinas de fluxo unicamp parte 3

A Forma do Canal do Rotor e Peculiaridades do Escoamento

A forma do canal formado por duas aletas consecutivas do rotor é estabelecida, como vimos, pela magnitude do ângulo 2. E a forma do canal (ou o ângulo 2) impõe peculiaridades ao escoamento de fluido de trabalho, da entrada até a saída do rotor. Considere, como exemplo, um rotor de uma bomba centrífuga radial (ou um ventilador) com aletas curvadas para trás em relação ao sentido de giro do rotor ( 2 < 90º ). A linha média do canal formado por duas aletas consecutivas está representada por r*r** figura abaixo.

Figura 1 - Retificação dos canais de rotores de máquinas de fluxo

Quando se retifica o canal (isto é, a linha média r* r** é "esticada" para se tornar uma reta), a forma resultante é como a mostrada à esquerda, abaixo do corte radial do rotor. O canal é comprido, o que implica em uma mudança gradual de largura, desde a entrada até a saída do rotor. Se o rotor tem aletas com ângulo 2 = 90º , o canal retificado tem a forma mostrada na figura do meio. É o canal mais curto e, portanto, apresenta uma variação mais acentuada da área da seção transversal ao escoamento ( dA/dr*|2 = 90º > dA/dr*|2 < 90º ). Consequentemente, é um canal desfavorável do ponto de vista do escoamento (hidrodinamicamente desfavorável - escoamento de líquido, e aerodinamicamente desfavorável - escoamento de gases, isto é, em bombas ou ventiladores), com maiores possibilidades de ocorrência de descolamento de camada limite à medida em que a vazão de fluido de trabalho aumenta. Se o rotor tem aletas com ângulo 2 > 90º , o canal retificado tem a forma mostrada à direita na figura. É um canal de comprimento intermediário, mas com configuração ainda mais desfavorável do que o que tem 2 = 90º. Impõe variação súbita de direção da velocidade relativa w em uma posição intermediária do rotor (veja o desenho do canal, no corte radial, em figuras de páginas anteriores, e analise a variação da velocidade relativa nos