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Simulação de escoamentos incompressíveis em rotâmetros
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1087591
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Lourenço, Marcos Antônio de Souza | - |
| Autor(es): dc.contributor | Suguimoto, Fabio Kenji | - |
| Autor(es): dc.contributor | Lourenço, Marcos Antônio de Souza | - |
| Autor(es): dc.contributor | Gallo, Rubens | - |
| Autor(es): dc.contributor | Suguimoto, Fábio Kenji | - |
| Autor(es): dc.creator | Granai, Leonardo Kakoi | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2025-08-29T12:01:35Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2025-08-29T12:01:35Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2025-08-27 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2025-08-27 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2023-06-15 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38071 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1087591 | - |
| Descrição: dc.description | In the present paper a numerical research on internal flows, with the presence of an immersed solid body, is performed. Such flows occur particularly in liquid rotameters, which are important devices, widely used in the industry in general to measure volumetric flow rate. Rotameters are also very important instruments for other nonindustrial sectors, such as hospitals and it is worthwhile to have fast, objective, and sufficiently accurate alternatives concerning the simulations involving similar cases. Therefore, the results are determined by simulating an axisymmetric flow, with considerably fast and low computational effort, when in comparison to a fully three-dimensional analysis. Although not 3D, curvature effects are present in the axisymmetric approach, in order to achieve a reliable solution for the flow inside circular pipes, like the ones used in rotameters, and it seems to be a viable solution in such cases, enabling steady-state solutions for low hardware specifications. Along with the presented objective, essential concepts of fluid mechanics and computational fluid dynamics (CFD) are used and described, for an incompressible, Newtonian, fluid flow with physical properties, like density and viscosity, constant and uniform. In the numerical solution of the Navier-Stokes equations, using the Finite Volume Method, the temporal and spatial terms are discretized with full second-order approximations. A fully developed velocity profile is imposed as a boundary condition in the inlet. In the outlet velocity condition, the boundary is placed as far away as possible from the region of interest with the static pressure specified as a constant in that region. The entire solution process relies mainly on the use of the free and open-source software OpenFOAM, to perform the case simulations and ParaView for the graphical visualization of the results. In short, a review of numerical methods and schemes is presented, as well as the search for possible points of improvement that can be identified in the object of study throughout the work with the help of general CFD tools. | - |
| Descrição: dc.description | No presente trabalho é feita uma pesquisa numérica sobre escoamentos internos, com a presença de um corpo sólido imerso. Tais fluxos ocorrem particularmente em rotâmetros de líquidos, que são dispositivos importantes e amplamente utilizados na indústria em geral para medir a vazão volumétrica. Rotâmetros são também instrumentos muito importantes para outros setores não industriais, tais como hospitais, portanto, é conveniente ter uma alternativa rápida, objetiva e suficientemente precisa no que diz respeito às simulações que envolvem casos semelhantes. Por conseguinte, os resultados são determinados através da simulação de um fluxo axissimétrico, com um esforço computacional consideravelmente baixo quando comparado com uma análise totalmente tridimensional. Embora não seja tridimensional, os efeitos de curvatura estão presentes na abordagem axissimétrica de modo a obter uma solução fiável para o escoamento dentro de tubos circulares como os utilizados em rotâmetros e se mostra uma solução viável em tais casos, permitindo a obtenção de soluções em regime permanente para especificações de hardware baixas. Juntamente com o objetivo apresentado, são utilizados e descritos conceitos essenciais de mecânica dos fluidos e dinâmica dos fluidos computacionais (CFD), para um escoamento incompressível, Newtoniano, com propriedades físicas, como densidade e viscosidade, constante e uniforme. Na solução numérica das equações Navier-Stokes, utilizando o Método de Volume Finito, os termos temporais e espaciais são discretizados com aproximações completas de segunda ordem. Um perfil de velocidade totalmente desenvolvido é imposto como condição de contorno na entrada. Na condição de velocidade de saída, o limite é colocado o mais longe possível da região de interesse com a pressão estática especificada como uma constante nesta região. Todo o processo de solução depende principalmente da utilização do software livre e de código aberto OpenFOAM, para realizar as simulações do caso e do ParaView para a visualização gráfica dos resultados. Em suma, é apresentada uma revisão dos métodos e esquemas numéricos, bem como a procura de possíveis pontos de melhoria que podem ser identificados no objeto de estudo ao longo do trabalho, com a ajuda de ferramentas gerais de CFD. | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Idioma: dc.language | pt_BR | - |
| Publicador: dc.publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná | - |
| Publicador: dc.publisher | Cornelio Procopio | - |
| Publicador: dc.publisher | Brasil | - |
| Publicador: dc.publisher | Engenharia Mecânica | - |
| Publicador: dc.publisher | UTFPR | - |
| Direitos: dc.rights | openAccess | - |
| Direitos: dc.rights | Attribution-ShareAlike 4.0 International | - |
| Direitos: dc.rights | http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/ | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Medidores de fluxo | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Escoamento | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Análise volumétrica | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Flow meters | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Runoff | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Volumetric analysis | - |
| Palavras-chave: dc.subject | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA | - |
| Título: dc.title | Simulação de escoamentos incompressíveis em rotâmetros | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositorio Institucional da UTFPR - RIUT | |
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