Modelação do escoamento 3D numa bomba centrífuga industrial a funcionar em modo directo e inverso - Silva, Fábio Jorge Amaro (2014)
Este trabalho refere-se à simulação numérica do escoamento 3D no interior de uma bomba centrífuga industrial. A geometria em CAD da bomba foi fornecida pela empresa EFAFLU - Bombas e Ventiladores S.A.. Analisou-se o funcionamento da bomba nos dois modos de operação (bomba e turbina). Em modo directo (bomba) é feita a simulação do escoamento utilizando o modelo do frozen rotor, para várias posições da pá. Em modo turbina é efectuado um estudo analítico para determinar as condições de fronteira usando três métodos (Stepano , Williams e Chapallaz ). O trabalho aqui apresentado pode ser sintetizado em quatro partes principais. A primeira delas diz respeito ao estado da arte, onde foi efectuada uma breve revisão bibliográ ca sobre bombas centrífugas a funcionarem nos modos directo e inverso. Aqui dá-se especial importância à simulação numérica do escoamento no interior destas turbomáquinas dado que constitui o cerne deste trabalho. Ainda assim, aborda-se de uma forma não tão aprofundada a componente experimental das PATs (Pump As Turbine), incluindo algumas instalações piloto. A validação dos resultados obtidos utilizando modelos numéricos é muitas vezes feita por comparação com os resultados obtidos experimentalmente, daí que também se aborde um pouco esta questão. As restantes três partes deste trabalho referem-se aos resultados computacionais obtidos para um difusor, que serve de validação numérica para o caso da bomba, e também para esta a funcionar nos modos directo e inverso. Os resultados numéricos obtidos para a bomba a funcionar em ambos os modos de operação permitiram retirar conclusões importamtes. Estas conclusões dizem respeito a bomba a funcionar em modo directo, e também se referem a aspectos relacionados com o projecto mecânico da bomba funcionando como turbina (PAT). Algumas das análises do escoamento que se efectuaram para a bomba em modo directo foram alvo de alterações na geometria e de experimentação por parte da empresa EFAFLU.