Estudo de um sistema de controle de vazão utilizando a dinâmica de fluídos computacional: metodologia e prática.

Abstract

Este trabalho de dissertação contempla o estudo de um Sistema de Controle de Velocidade (SISCOV®), desenvolvido pelo Centro de Referência em Pequenas Centrais Hidrelétricas (CERPCH). A finalidade do desenvolvimento deste novo dispositivo é atender a necessidade de controlar a velocidade de rotação em algumas máquinas motoras desprovidas de equipamentos que possam fazer esse tipo de controle. Para realização do estudo em questão, utilizou-se uma Bomba Funcionando como Turbina (BFT), pelo fato de ser economicamente viável para utilização em MCH’s, tendo como grande vantagem o seu baixo custo de instalação e manutenção e facilidade de encontrar no mercado. Para uma bomba funcionar como turbina faz-se necessário inverter o sentido do fluxo, fazendo o rotor girar no sentido contrário. A primeira análise do SISCOV® foi feita a partir de dados obtidos experimentalmente, com a finalidade de determinar o melhor campo de atuação do dispositivo para diferentes aberturas do obturador. Considerando os valores experimentais, realiza-se também uma análise do modelo em Dinâmica do Fluido Computacional (CFD), sendo uma metodologia que tem apresentado cada vez mais importância nos estudos e desenvolvimento de equipamentos, tornando possível tratar numericamente os fenômenos físicos que ocorrem em escoamentos de fluidos sobre corpos das mais diversas geometrias, além de possuir grandes vantagens sobre determinações experimentais, entre as quais maior versatilidade e menor consumo de tempo e recursos financeiros. A finalidade da análise numérica é a viabilização do uso do CFD para o sistema de controle de velocidade. Com a análise numérica é possível realizar outras simulações para determinar o ângulo que melhor define o campo de atuação do SISCOV®. Considerando como parâmetros de referência a abertura do obturador, a vazão do escoamento e a perda de carga. Desta forma recomenda-se para futuros trabalhos a realização de outros testes experimentais utilizando o novo ângulo de atuação do sistema obtido pelo CFD, objetivando a verificação /validação do resultado obtido pelo cálculo numérico.