Influência do movimento dos promotores de turbulência no escoamento interno de um fluido – modelagem e simulação

Abstract

No decorrer dos anos, em paralelo com as evoluções tecnológicas, a humanidade tem desenvolvido estratégias e técnicas para otimizar o uso do tempo e reduzir os custos. Esses avanços têm proporcionado uma compreensão cada vez mais precisa do comportamento e das propriedades físicas dos fluidos. Nesse contexto, a presente pesquisa tem como objetivo estabelecer uma modelagem computacional capaz de compreender o escoamento de fluidos em tubulações sob a influência de promotores de turbulência. Para atingir esse propósito, empregou-se a técnica de Computational Fluid Dynamics para estudar o efeito do movimento desses promotores de turbulência em um escoamento interno de uma tubulação, com ênfase na abordagem de malhas móveis, a qual aprimora a precisão e a eficiência dos cálculos. As simulações foram realizadas usando o software ANSYS FLUENT 15.0, e a geometria foi criada utilizando o ICEM CFD. O modelo matemático adotado para as simulações baseou-se no modelo de turbulência k-epsilon, escolhido devido à sua capacidade de proporcionar uma análise minuciosa do comportamento do escoamento turbulento de fluidos. Os resultados das simulações mostraram uma representação dos fenômenos presentes no escoamento turbulento sob a influência de espaçadores. Em suma, a análise desse fenômeno proporcionou uma compreensão mais profunda da matéria em estudo, uma vez que os promotores de turbulência estáticos se revelaram responsáveis pelo aumento da velocidade do fluido e, consequentemente, pela perda de pressão. Além disso, foi possível verificar que a movimentação desses espaçadores influencia no ganho de velocidade, na redução ainda maior da pressão e na formação de vórtices, contribuindo assim para uma compreensão mais completa desse fenômeno complexo.