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CONEM 2022
XI Congresso Nacional de Engenharia Mecânica - CONEM 2022
Simulação do escoamento no tubo de Venturi em motores de veículos do tipo Fórmula através de CFD
Submission Author:
James Gomes Pereira , PI
Co-Authors:
James Gomes Pereira, José Vinícius Dias Mascarenhas, Antonio Bruno de Vasconcelos Leitão, kleber lima cezar, Simone dos Santos Hoefel
Presenter: James Gomes Pereira
doi://10.26678/ABCM.CONEM2022.CON22-0463
Abstract
Em um cenário no qual o mercado automotivo torna-se cada vez mais competitivo e os recursos naturais mais escassos é extremamente importante o desenvolvimento de sistemas mais eficientes e que promovam um melhor desempenho dos motores de combustão interna. O presente trabalho tem como principal objetivo buscar melhores desempenhos de motores de combustão interna na competição Fórmula SAE (Society of Automotive Engineers) por meio da análise do comportamento de alguns parâmetros do escoamento do ar ao longo de um tubo de Venturi. No entanto, é importante salientar que, em virtude das inúmeras aplicações do tubo de Venturi, essa análise em particular no escoamento pode servir como referência para outros projetos posteriores. A competição Fórmula SAE impôs uma regra quanto a entrada de ar dos motores utilizados na competição. O objetivo dessa regra é limitar a potência dos motores por motivos de segurança, mas também representa um desafio para as equipes que devem projetar um sistema de admissão que reduza ao máximo a perda de carga associada a uma redução brusca de seção transversal no tubo de Venturi. O estudo foi desenvolvido por meio de simulação computacional e diferentes configurações geométricas foram simuladas com o software do pacote Ansys/Fluent versão estudantil 2022 R1, que permite a solução de problemas envolvendo fluidodinâmica por meio do método de volumes finitos e utilizando as equações de Navier-Stokes com médias de Reynolds (RANS). A modelagem da turbulência foi realizada através do modelo de duas equações K-ε. Os contornos de pressão e velocidade encontrados nas simulações mostraram que a configuração geométrica com os ângulos convergente e divergente de 12° e 3°, respectivamente, atingiu a menor queda de pressão e, consequentemente, a menor perda de carga dentre os modelos analisados. Este estudo permitiu uma melhor compreensão de como os parâmetros geométricos afetam escoamentos internos, os efeitos dissipativos do fenômeno de turbulência e a sua contribuição para a perda de carga em escoamentos de fluidos.
Keywords
Tubo de Venturi, Turbulência, Formula SAE, CFD
