Banca de DEFESA: HAMILTON PESSOA PICANCO

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: HAMILTON PESSOA PICANCO
DATA: 22/11/2022
HORA: 14:30
LOCAL: videoconferência
TÍTULO:

OTIMIZAÇÃO GEOMÉTRICA DE PÁS DE TURBINAS HIDROCINÉTICAS CAVITANTES SOB EFEITO DIFUSOR

PALAVRAS-CHAVES:

Difusor, turbina hidrocinética, cavitação, otimização, mínimo coeficiente de pressão, Teoria do Elemento de Pá, Betz-Joukowsky, Rayleigh-Plesset, Navier-Stokes, modelo κ − ω.

PÁGINAS: 106
GRANDE ÁREA: Engenharias
ÁREA: Engenharia Mecânica
RESUMO:

A tecnologia de difusores alocados em torno de rotores de turbinas hidrocinéticas pode
melhorar a conversão da energia cinética do fluido em potência mecânica. No entanto, as
pás das turbinas sob efeito difusor são suscetíveis a ocorrência de cavitação, o que pode
comprometer a eficiência global do sistema. Este trabalho apresenta o desenvolvimento
de um novo modelo de otimização geométrica aplicado à pás de turbinas hidrocinéticas
aumentadas por difusor. O modelo proposto leva em conta o possível surgimento de
cavitação nas pás do rotor. A principal contribuição desta proposta de trabalho para o
estado-da-arte é o desenvolvimento de um procedimento de otimização que considera os
parâmetros da eficiência do difusor, ηd, e o empuxo no difusor, CTd, na formulação do
problema. O modelo é baseado no Teoria do Elemento de Pá para a busca da geometria
otimizada, resultante da distribuição das cordas e ângulos de torção que minimizem ou
eliminem a ocorrência de cavitação. O critério do mínimo coeficiente de pressão é usado
para avaliar a cavitação nas pás. Além disto, uma investigação por meio de Dinâmica dos
Fluidos Computacional é conduzida para validar o modelo com base na formulação das
Equações Médias de Navier-Stokes, usando o modelo κ−ω SST de turbulência e o modelo
de cavitação de Rayleigh-Plesset na geração de cavitação, conforme a produção de vapor
de água nas pás. Tal metodologia foi aplicada no projeto de um rotor hidrocinético com
diâmetro de 10m, potência nominal de 250kW em uma corrente d’água de 2.5 m/s. Uma
análise do modelo proposto com e sem difusor foi realizada a fim de avaliar a influência da
cavitação em uma geometria otimizada em termos da distribuição de cordas e ângulos de
torção ao longo da pá. Como resultado, verifica-se que a turbina hidrocinética aumentada
por difusor dobra a ocorrência de cavitação quando comparada com a turbina sem difusor.
Além disso, considerando o efeito do difusor, o modelo de otimização se mostra capaz de
captar e permitir o ajuste da geometria das pás no sentido de remover a ocorrência de
cavitação, sendo, portanto, uma boa alternativa para o projeto de turbinas hidrocinéticas
com pás livres de cavitação.

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - ADRIANE PRISCO PETRY
Interno - 2316081 - CLAUDIO JOSE CAVALCANTE BLANCO
Interno - 1627401 - ERB FERREIRA LINS
Externo ao Programa - 1152618 - HITO BRAGA DE MORAES
Presidente - 1508841 - JERSON ROGERIO PINHEIRO VAZ