Metodologia para Obtenção de Rotores Radiais Otimizados nos Modos Bomba e Turbina Utilizando Critérios de Carregamento Hidrodinâmico.

Abstract

Este trabalho apresenta uma metodologia para obtenção de rotores radiais otimizados nos modos bomba e turbina utilizando critérios de carregamento hidrodinâmico. Em geral, um rotor de bomba é projetado para operar somente no modo bomba e um rotor de turbina hidráulica é projetado para operar apenas no modo turbina. Uma turbomáquina hidráulica reversível, denominada de bomba-turbina, deve operar de forma eficiente tanto no modo bomba como no modo turbina. Para essa finalidade, um rotor de bomba foi modificado, mantendo-se a geometria da sua seção meridional e o formato das pás. As modificações foram realizadas nos ângulos de entrada e de saída das pás e também no número de pás do rotor. Um critério de carregamento hidrodinâmico, denominado de critério do número de Richardson máximo, foi utilizado para se obter um rotor radial modificado que pudesse apresentar boas características hidrodinâmicas tanto no modo bomba como no modo turbina. O número de Richardson e também outras características hidrodinâmicas foram obtidas do cálculo do escoamento potencial e incompressível. Três formulações para o escoamento potencial e incompressível são apresentadas, sendo uma para pás de espessura finita e duas para pás infinitamente finas. A solução numérica de cada equação integral resultante das formulações foi obtida pelo método dos painéis. Os resultados numéricos obtidos mostram que é possível obter um rotor radial com boas características hidrodinâmicas para os modos bomba e turbina, por meio do critério do número de Richardson máximo.