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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2013.tde-24122013-111621
Documento
Autor
Nome completo
André Perpignan Viviani de Campos
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2013
Orientador
Banca examinadora
Krieger Filho, Guenther Carlos (Presidente)
Barbosa, João Roberto
Ortiz, Jayme Pinto
Título em português
Desenvolvimento de um compressor radial para turbina a gás de pequeno porte.
Palavras-chave em português
CFD
Compressor centrífugo
Turbomáquinas
Resumo em português
O desenvolvimento de tecnologia na área de turbomáquinas é essencial ao desenvolvimento da indústria nacional e o Laboratório de Engenharia Ambiental e Térmica da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo tem compreendido ações para este propósito. Este trabalho tem por objetivo desenvolver um compressor para uma turbina a gás de pequeno porte de 500 kW, primeiro passo para o projeto e construção da turbina como um todo. A partir da análise do ciclo termodinâmico e da análise de adimensionais, o tipo de compressor a ser utilizado foi determinado. Optou-se pelo projeto de um compressor centrífugo. Iniciou-se o projeto através de análise e correlações unidimensionais com previsão de desempenho, definindo algumas geometrias iniciais a serem avaliadas nas fases seguintes. Realizou-se a análise bidimensional do impelidor com a ferramenta computacional Vista TF que utiliza o método de curvatura de linhas de corrente. Por fim, a geometria tridimensional foi definida com uso de simulações de dinâmica de fluidos computacional. De acordo com as simulações, o compressor projetado tem desempenho condizente com os requisitos impostos.
Título em inglês
Development of a radial compressor for a small gas turbine.
Palavras-chave em inglês
Centrifugal compressor
CFD
Turbomachinery
Resumo em inglês
Technology development in turbomachinery is essential to the national industry development and the Laboratory of Environmental and Thermal Engineering of the Polytechnic School of the University of São Paulo is engaged on this purpose. This work intends to design a compressor for a small 500 kW gas turbine, the first step in the whole turbine design and construction. The compressor type was determined from thermodynamical cycle and adimensional analysis. The centrifugal type compressor was chosen. The design was initialized using one-dimensional analysis and correlations with performance prediction models, defining initial geometries to be evaluated in the upcoming design phases. The impeller was analyzed with a two dimensional computational tool named Vista TF, which uses the streamline curvature method. The tridimensional geometry was defined using computational fluid dynamics. According to the simulations, the design compressor performs satisfying the imposed requirements.
 
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Data de Publicação
2014-01-10
 
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