Estudo Aeroacústico Numérico e Experimental de Ventilador Axial.

Abstract

O projeto aeroacústico de ventiladores axiais tem um papel importante para o controle do seu nível de emissão sonora e conservação do seu desempenho aerodinâmico. Desse modo, o presente estudo buscou implementar técnicas de dinâmica dos fluidos computacional (CFD) para obter o comportamento aerodinâmico e as características acústicas de operação deste tipo de máquina de fluxo. Um ventilador axial de pás sem torção foi escolhido para realização dos procedimentos numéricos e validação por meio de resultados experimentais. As características aerodinâmicas desse ventilador foram obtidas em um banco de testes adequado às normas ASHRAE (Norma 5175)/ AMCA (Norma 210-74). Além disso, para os experimentos acústicos foi considerada a norma ISO 13347-3:2004. Na metodologia numérica foram examinadas diferentes condições de contorno, modelos de turbulência e analogias acústicas. Além disso, foram consideradas simulações no regime permanente e transiente. A metodologia mais eficaz para reprodução do comportamento aerodinâmico do ventilador axial foi obtida por meio do modelo de turbulência k-ω SST, apesar de ser recomendado uma mudança no domínio da entrada para melhora na previsão do comportamento do ventilador axial para elevados valores de vazão. Quanto aos resultados acústicos, a analogia de modelo de fonte de ruído de banda larga apresentou resultados coerentes de acordo com as observações experimentais e permitiu uma análise das fontes sonoras no domínio do fluido em análise. Para a simulação transiente, a implementação do modelo k-ω SST e do modelo acústico Ffowcs Willams e Hawkings (FW-H) proporcionou resultados que subestimam os valores encontrados nos experimentos.