• JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
 
  Bookmark and Share
 
 
Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2021.tde-05072021-155950
Documento
Autor
Nome completo
Túlio César Lourenço Xavier
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2021
Orientador
Banca examinadora
Ortiz, Jayme Pinto (Presidente)
Dalfré Filho, José Gilberto
Martins, José Rodolfo Scarati
Título em português
Simulações tridimensionais e soluções econômicas para cavitação em válvulas dispersoras Hollow-Jet.
Palavras-chave em português
Dinâmica dos fluidos computacional
Escoamento multifásico
Turbulência
Válvulas
Resumo em português
Morassi (2016) e Morassi e Ortiz (2016) estudaram a influência das dimensões da câmara de dissipação de uma planta de energia hidrelétrica na dispersão do escoamento por uma válvula Hollow-Jet e usaram como referência os dados resultantes dos estudos de modelo físico e protótipo de Falcon Dam. Seguindo ambos os trabalhos, o comportamento do fenômeno de cavitação nas válvulas Hollow-Jet foi analisado. Simulações numéricas 3D - CFD (Computational Fluid Dynamics) foram realizadas em regime transiente, considerando um escoamento multifásico homogêneo. O algoritmo PISO foi utilizado como método de solução das equações de Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) e o modelo de turbulência ?- e realizable foi adotado. Os pontos da faixa operativa de Morassi (2016) foram então analisados. Verificou-se que cavidades com mistura de vapor e líquido se formaram nas proximidades da ponta da válvula, com o seu posterior desprendimento. Essas cavidades foram acompanhadas pela geração de vórtices próximos à mesma região. Os parâmetros monitorados em pontos específicos confirmaram a ocorrência do fenômeno na ponta. As simulações realizadas foram validadas por meio da reprodução dos resultados de simulação de Wu et al. (2003) e da comparação com os resultados do experimento de Wang (1999). A cavitação na válvula Hollow-Jet pode, portanto, ser classificada como cavitação de vórtices. Esses vórtices são resultados dos altos gradientes de velocidades, principalmente na região de cisalhamento da parede da tubulação de descarga, sendo acompanhados pelo desprendimento de cavidades da ponta da válvula. Recondicionamento e revestimentos de proteção contra cavitação também foram descritos, a fim de propor uma solução econômica de reuso das válvulas nessa situação; evitando descartes e substituições.
Título em inglês
Three-dimensional simulations and economical solutions for cavitation in Hollow-Jet dispersive valves.
Palavras-chave em inglês
CFD
Coating
Dispersive valves
Hollow-Jet
Multiphase flow
Turbulence
Resumo em inglês
Morassi (2016) and Morassi and Ortiz (2016) studied the influence of the dissipating chamber dimensions of hydroelectric power plant in dispersing hollow-jet valve flow and took as reference the data resulted from Falcon Dam physical model and prototype studies. Following both work, the behavior of the cavitation occurrence in Hollow-Jet valves was assessed. 3D numerical simulations - CFD (Computational Fluid Dynamics) were carried out in unsteady state, considering homogenous multiphase flow. PISO algorithm was used in order to solve the set of equations of Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) and the turbulence model ?- e realizable was adopted. The points of the operating range of Morassi (2016) were so analyzed. It was verified that cavities with mixture of vapor and liquid were formed near the needle tip, with a subsequent detachment. These cavities were followed by vortex generation near the same region. The parameters monitored in specific points confirmed the occurrence of the phenomenon at the tip. The simulations performed were validated by reproducing the simulation results of Wu et al. (2003) and by comparing the experiment results of Wang (1999). The cavitation in Hollow-Jet valves may, therefore, be classified as a vortex cavitation. These vortices are the result of high velocity gradients, especially in the shear region of the discharge pipe wall, and they are followed by the detachment of cavities from the valve tip. Refurbishment and protective coatings against cavitation were also described, in order to envisage an economical solution to reuse the valves in this situation, avoiding their disposal or replacement.
 
AVISO - A consulta a este documento fica condicionada na aceitação das seguintes condições de uso:
Este trabalho é somente para uso privado de atividades de pesquisa e ensino. Não é autorizada sua reprodução para quaisquer fins lucrativos. Esta reserva de direitos abrange a todos os dados do documento bem como seu conteúdo. Na utilização ou citação de partes do documento é obrigatório mencionar nome da pessoa autora do trabalho.
Data de Publicação
2021-07-05
 
AVISO: Saiba o que são os trabalhos decorrentes clicando aqui.
Todos os direitos da tese/dissertação são de seus autores
CeTI-SC/STI
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP. Copyright © 2001-2023. Todos os direitos reservados.