Banca de QUALIFICAÇÃO: HAMILTON PESSOA PICANCO

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: HAMILTON PESSOA PICANCO
DATA: 07/07/2022
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: 58
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 surgimento de cavitação nas pás. 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, CT d, na formulação do problema. O autor não tem conhecimento de qualquer outro modelo de otimização na litertura que adote ηd e CT d como parâmetros de mérito para a cavitação nas pás de turbinas hidrocinéticas sob efeito difusor. 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