Dissertação
Efeitos de modelos submalha em escoamentos em ciclones
Registro en:
SALVO, Ricardo de Vasconcelos. Efeitos de modelos submalha em escoamentos em ciclones. 2009. 183 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2009.
Autor
Salvo, Ricardo de Vasconcelos
Institución
Resumen
A Large-Eddy Simulation (LES) of a single-phase turbulent flow in flat bottom model
cyclone geometry was performed. The chosen fluid has the physical properties of air, and the
particulate phase was not considered in this work, so the underflow duct was not considered
idem, which means that the simulated cyclone has only one output (the overflow duct). The
computational code utilized is a dedicated type of code which incorporates the finite volume
method using SIMPLE algorithm for the pressure velocity coupling on unstructured threedimensional
computational grid. The standard Smagorinsky sub-grid scale model, including
Van Driest wall damping function, and Yakhot s RNG sub-grid model were applied. The
Simulation was performed at a moderated Reynolds number, and the results for average axial
and tangential velocities as well as RMS velocities in these directions show consistent
agreement when compared with experimental ones. The LES simulation was run on a PC on a
reasonable time frame, suggesting that the application of this accurate methodology is
affordable in an industry environment for designing and optimizing cyclones. Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais Mestre em Engenharia Mecânica Foi realizada uma simulação de grandes escalas (LES) do escoamento turbulento em um
ciclone a gás de fundo chato. O fluido escolhido possui as propriedades físicas do ar, sendo
que a fase particulada não foi considerada neste trabalho, desta forma o duto de underflow
também não foi considerado, ou seja, o ciclone simulado possui somente um orifício de saída
(overflow) e um de entrada. O código computacional utilizado está sendo desenvolvido de tal
forma a se tornar uma ferramenta dedicada à simulação do escoamento em ciclones e
hidrociclones; sendo que o mesmo utiliza a técnica de volumes finitos, com o algoritmo
SIMPLE para o acoplamento pressão velocidade, em uma malha computacional tridimensional
não estruturada. Utiliza também os modelos de turbulência de Smagorinsky, em
conjunto com a função de amortecimento de Van Driest, e o modelo RNG de Yakhot. As
simulações foram realizadas a um número de Reynolds moderado (Re igual a 15.000), sendo
que os resultados para os perfis de velocidade tangenciais e axiais médios, assim como os
perfis tangenciais e axiais RMS foram comparados com dados experimentais, mostrando boa
concordância com os mesmos. A simulação foi realizada em um computador pessoal, em
tempo razoável, sugerindo que a aplicação desta metodologia precisa possa ser feita em um
ambiente industrial para o projeto e a otimização de ciclones.