Estudo do comportamento de um medidor Venturi por fluidodinâmica computacional
Data
2019-11-18
Autores
Silva, Lucas Alves 
Orientadores
Hanisch, Werner Siegfried
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
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Resumo
A fluidodinâmica computacional é a área de estudo que fornece uma descrição microscópica de situações que envolvem os fenômenos de transporte por meio de técnicas de solução numérica aliadas às ferramentas computacionais. Atualmente, o crescente avanço dos computadores e o desenvolvimento de métodos numéricos precisos têm contribuído para a expansão da dinâmica de fluidos computacional em projetos de engenharia e na otimização de processos industriais. Este trabalho tem o propósito didático de apresentar o entendimento da técnica de fluidodinâmica computacional aplicada em um software gratuito, o OpenFOAM, e utilizar a técnica para a modelagem de escoamento turbulento em um medidor de vazão do tipo Venturi. A validação do modelo proposto foi feita a partir de resultados obtidos experimentalmente no Laboratório didático de Engenharia Química da UNIFESP. O software apresentou rápida convergência para as diferentes vazões estudadas e uma boa resposta com clara visualização do perfil de velocidade, perfil de pressão, linhas de corrente e campo de velocidade do escoamento. A comparação dos resultados propostos pela solução numérica com os dados obtidos no experimento indicou que o modelo representou bem o comportamento do medidor Venturi, com erros médios de 0 a 11% em um intervalo de confiança de 95%. Dessa forma, o OpenFOAM mostrou-se um software potencial para o início dos estudos em dinâmica dos fluidos computacional em função de seu livre acesso e pacote de ferramentas oferecidas.
Computational fluid dynamics is the area of study that provides a microscopic description of situations involving transport phenomena using numerical solution techniques combined with computational tools. Today, the increasing advancement of computers and the development of precise numerical methods have contributed to the expansion of computational fluid dynamics in engineering projects and the optimization of industrial processes. This work has the didactic purpose of presenting the understanding of computational fluid dynamics technique applied in a free software, OpenFOAM, and to use the technique for turbulent flow modeling in a Venturi flowmeter. The validation of the proposed model was made from results obtained experimentally in the Chemical Engineering Didactic Laboratory of UNIFESP. The software presented a quick convergence for the different studied flows and a good response with clear visualization of the velocity profile, pressure profile, current lines and flow velocity field. The comparison between the results proposed by the numerical solution and the data obtained in the experiment indicated that the model represented well the behavior of the Venturi meter, with average errors from 0 to 11% in a confidence interval of 95%. Thus, OpenFOAM proved to be a potential software for the beginning of studies in computational fluid dynamics due to its free access and offered tools package.
Computational fluid dynamics is the area of study that provides a microscopic description of situations involving transport phenomena using numerical solution techniques combined with computational tools. Today, the increasing advancement of computers and the development of precise numerical methods have contributed to the expansion of computational fluid dynamics in engineering projects and the optimization of industrial processes. This work has the didactic purpose of presenting the understanding of computational fluid dynamics technique applied in a free software, OpenFOAM, and to use the technique for turbulent flow modeling in a Venturi flowmeter. The validation of the proposed model was made from results obtained experimentally in the Chemical Engineering Didactic Laboratory of UNIFESP. The software presented a quick convergence for the different studied flows and a good response with clear visualization of the velocity profile, pressure profile, current lines and flow velocity field. The comparison between the results proposed by the numerical solution and the data obtained in the experiment indicated that the model represented well the behavior of the Venturi meter, with average errors from 0 to 11% in a confidence interval of 95%. Thus, OpenFOAM proved to be a potential software for the beginning of studies in computational fluid dynamics due to its free access and offered tools package.
Descrição
Citação
SILVA, Lucas A. Estudo do comportamento de um medidor Venturi por fluidodinâmica computacional. 2019. 75 f. Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Engenharia Química) –
Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, 2019.