Projeto e Análise de Válvula Esfera Industrial usando CFD
Roberto Magalhães
Projeto e análise de válvula esfera industrial usando dinâmica de fluidos computacional
Abstrato:
A análise Fluidodinâmica Computacional é realizada para estabelecer uma afiliação robusta entre as variáveis de projeto do domínio de design de material e do domínio de design de produto. As análises CFD realizadas para válvula de esfera e válvula gaveta são necessárias com parâmetros de entrada que atendem à aplicação, como pressão, densidade, viscosidade e temperatura. A pressão máxima atuando sobre diversas regiões do sistema de válvula que surgem devido ao fluxo de fluido foi examinada pela extensão da concentração de pressão para diferentes fluidos, viz. água, lubrificante e diesel. Presume-se que a análise esteja familiarizada com estratégias de seleção de materiais que satisfaçam os critérios para o desenvolvimento de novos produtos e, portanto, entradas bem definidas, incluindo modelo sólido virtual, condições de contorno são promovidas com resoluções de malha de maior grau. Nestes casos, são exercidas seleções aproximadas e o esquema numérico de propriedades foi respeitado para abranger a perfeição na análise de simulação. O estudo CFD exemplifica regiões precisas onde a pressão máxima ataca o corpo da válvula e assim as observações originam o desenvolvimento do produto sem o custo de testes físicos. Os estudos de verificação apresentados para a distribuição de pressão gerada pelo fluxo de fluido através do sistema de válvulas estão de acordo com os resultados finais. Além disso, a deformação e o desempenho da válvula são obrigatórios para a integração do design do material e do produto e, portanto, as previsões habituais são feitas acoplando os resultados de CFD com a análise de elementos finitos.
Introdução :
Na análise CFD, a distribuição de pressão na área necessária é analisada satisfazendo a condição de contorno aplicada. A fim de realizar o projeto, a otimização e a análise do desempenho da válvula, para uma aplicação específica, a análise dinâmica de fluidos é realizada em dois tipos de válvula, viz. válvula de haste e válvula de esfera. O corpo da válvula é escolhido por gerar relação entre tipo de fluxo de fluido, geometria e perdas de pressão usando CFD, uma vez que possuem uma construção mecânica simples, máxima exposição durante o fluxo de fluido, atingem deformação crítica e, mais importante, proporcionam baixa perda de carga. A análise CFD é capaz de revelar a complexa estrutura do fluxo e as características sonoras ao redor da válvula, que os experimentos dificilmente fornecem. Mesmo caso contrário, a experimentação precisa ser complementada com análise CFD devido à geometria intrincada, bem como às complexidades como a turbulência durante o fluxo sônico através de uma válvula.
A dinâmica de fluidos computacional (CFD) é a ciência que determina uma solução numérica para as equações governantes do fluxo de fluido enquanto avança a solução através do espaço ou do tempo para obter uma descrição numérica do campo de fluxo completo de interesse. As várias etapas envolvidas na resolução de um problema de fluxo na abordagem CFD envolvem as seguintes etapas básicas Projeto e Análise de Válvula Esfera Industrial usando CFD
DINÂMICA DE FLUIDO COMPUTACIONAL
• Definir a geometria do problema (ou seja, o limite físico)
• Combinar o volume ocupado pelo fluido em células discretas.
• Modelagem física do problema (ou seja, as equações governantes)
• Definir as condições de contorno
• Resolver iterativamente as equações governantes, seja como um estado estacionário ou como um estado instável
• Pós-processamento (ou seja, análise e visualização dos resultados)
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