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Tipo: TCC
Título: Dimensionamento de um túnel de vento subsônico
Título em inglês: Sizing of a subsonic wind tunnel
Autor(es): Lins, Davi Ribeiro
Orientador: Wehmann, Claus Franz
Palavras-chave: Mecânica dos fluidos;Túnel de vento subsônico;Dinâmica dos fluidos computacionais
Data do documento: 2018
Citação: LINS, Davi Ribeiro. Dimensionamento de um túnel de vento subsônico. 2018. 65 f. Monografia (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Resumo: O Laboratório de Aerodinâmica e Mecânica dos Fluidos da Universidade Federal do Ceará utiliza o túnel de vento como uma ferramenta no estudo de escoamentos em objetos e na validação de simulações computacionais. As linhas de pesquisa atuais necessitam de um túnel de vento que atinja velocidades superiores às atingidas atualmente. Diante disso, esse trabalho teve como objetivo projetar um novo túnel de vento, calcular sua perda de pressão total, estimar a potência necessária para o ventilador e avaliar o resultado final do projeto com uma simulação computacional. Cada parte do túnel de vento, incluindo seção de testes, bocal de contração, difusor e câmara de estabilização, foi dimensionada e calculada sua perda de pressão. O resultado final foi um túnel de vento de 5,87 metros de comprimento, com uma seção de testes de área de seção quadrada de 0,25 m² e velocidade de 30 m/s. A perda de pressão total calculada foi de 173,2 Pascal e a potência estimada do ventilador foi de 3 cv. Uma simulação computacional para avaliar o projeto foi feita desconsiderando os efeitos da câmara de estabilização, que resulta em uma menor perda de pressão total no túnel de vento. Os resultados da simulação apresentaram divergências elevadas em relação aos valores calculados na seção de testes na ordem de 10% para a velocidade e 20% para a pressão dinâmica. De acordo com os gráficos fornecidos pela simulação a velocidade, a pressão dinâmica e a pressão estática se comportaram da forma esperada ao longo do túnel de vento. Apesar do aparecimento de uma pequena turbulência, foi verificado que não ocorre separação do escoamento e nem fluxos contrários nas paredes do difusor. Esses resultados da simulação mostram que o túnel de vento atendeu as expectativas iniciais do projeto.
Abstract: The Laboratory of Aerodynamics and Fluid Mechanics of the Federal University of Ceará uses the wind tunnel as a tool in the study of flows in objects and in the validation of computational simulations. Current research lines require a wind tunnel that reaches speeds higher than currently attained. The objective of this work was to design a new wind tunnel, calculate its total pressure loss, estimate the power required for the fan and evaluate the final result of the project with a computational simulation. Each part of the wind tunnel, including test section, contraction nozzle, diffuser and settling chamber, was sized and calculated its pressure loss. The final result was a wind tunnel of 5.87 meters in length, with a test section of square section area of 0.25 m² and velocity of 30 m/s. The total pressure loss calculated was 173.2 Pascal and the estimated fan power was 3 cv. A computational simulation to evaluate the design was made disregarding the effects of the settling chamber, which results in a lower loss of total pressure in the wind tunnel. The results of the simulation presented high divergences in relation to the calculated values in the section of tests in the order of 10% for the speed and 20% for the dynamic pressure. According to the graphs provided by the simulation the velocity, the dynamic pressure and the static pressure behaved as expected along the wind tunnel. Despite the appearance of a small turbulence, it was verified that there is no separation of the flow and no counterflow on the walls of the diffuser. These simulation results show that the wind tunnel met the initial expectations of the project.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/54854
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