Trabalho de Conclusão de Curso
Análise numérica computacional do fluxo de ar em uma câmara de combustão de microtubina a gás
Registro en:
ALMEIDA, Lauanna Fernanda de. Análise numérica computacional do fluxo de ar em uma câmara de combustão de microtubina a gás. 2018. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Energia) – Faculdade de Ciências Biológicas e Ambientais, Universidade Federal da Grande Dourados, Dourados, MS, 2018.
Autor
Almeida, Lauanna Fernanda de
Institución
Resumen
Nowadays the search for increasingly efficient technologies is growing, so the study of the aerodynamic behavior of a combustion chamber is very important. Especially during its development phase to obtain a final product of high quality. To study the flow of air inside a combustion chamber, has a goal, to get a combustor with a good dynamic behavior. Inside it the combustion of gases and the distribution of temperature and of the air carry on as efficient way. In this work, the ANSYS FLUENT® program has been used like a CFD tool to simulate the behavior of an annular combustion chamber with reverse flow. Supplementary programs such as ANSYS Design Modeler, ANSYS Meshing and ANSYS CFD-Post were used through CAD import software. So, we can show a how is made the generation, treatment and 3D visualization of the results. A comparison was made between the analytical method and the numerical method developed for the simulation. The simulations were performed in situations where the combustion chamber was working at 48.000, 64.000 and 77.000 rpm. All the mentioned simulations have allowed to draw conclusions that have validated the analytical method. We got the next conclusion that the mass flow remained constant from this to the entrance of the combustion chamber until its exit, so, the percentage of mass flow remained very close to the values found by the analytical method, on the other hand, the distribution of the flow through the holes of the combustion zones occurred in a variable and not constant manner as had been forecasted by the analytical method. Therefore, has been possible to check the recirculation region, or region of the magic circle inside the combustion chamber. Hoje em dia é crescente a busca por tecnologias cada vez mais eficientes, como tal o estudo do comportamento aerodinâmico de uma câmara de combustão durante sua fase de desenvolvimento é muito importante para se obter um produto final adequado para entrar no mercado competitivo. Estudar o escoamento do ar no interior de uma câmara de combustão, tem como objetivo a obtenção de um combustor com um bom comportamento dinâmico, onde a combustão dos gases e a distribuição da temperatura e do ar se dão de maneira correta e eficiente. Neste trabalho, foi utilizado o programa ANSYS FLUENT® como ferramenta CFD, para simular uma câmara de combustão anular e de escoamento reverso. Foram utilizados programas complementares como ANSYS Design Modeler, ANSYS Meshing e ANSYS CFDPost, para importação do CAD, para geração e tratamento da malha e visualização 3D dos resultados, respectivamente. Outro programa que auxiliou o desenvolvimento do trabalho foi o AutoCAD, onde a geometria da câmara de combustão foi desenvolvida. Foram realizadas comparações entre o método analítico e o método numérico desenvolvido para a simulação. As simulações foram feitas em situações em que a câmara de combustão operava com rotações de 48000, 64000 e 77000 rpm respectivamente. Todas as simulações referidas permitiram tirar conclusões que validassem o método analítico. Obteve-se que o fluxo de massa permaneceu constante desde a entrada da câmara de combustão até sua saída, o percentual de ar admitida por cada zona de combustão permaneceu muito próximo dos valores encontrados pelo método analítico, em contrapartida a distribuição da vazão de ar ao longo dos orifícios das zonas de combustão se deu de maneira variável e não constante como havia sido admitido pelo método analítico. E foi possível verificar a região de recirculação dentro da câmara de combustão.