Resenha Maquinas de Fluxo

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Para a otimização da pá rotora foi levada em consideração o melhor formato hidráulico. Para isso foram utilizados dois métodos, que são diferentes. O primeiro método foi o de otimização global que permite uma análise espacial e uma determinação das regiões de valores de operação mínimos. O método global usado foi o (DE) Evolução Diferencial, que é uma classe de algoritmos genéticos que são muito usados na biologia. Outro método usado foi o de otimização local, que é um tipo de método que não necessita de derivadas e possibilita uma convergência rápida e permite a obtenção de valores finitos extremos.

As pás foram descritas utilizando um software comercial chamado de ANSYS bladeGen v.14. Nesse programa apenas a posição das pás no rotor fora definidas, esse método foi usado juntamente com o algoritmo de otimização genético. O resultado que foi criado com essa modelagem no BladeGen foi conectado um sistema chamado CFD no qual existia um modelo já pré-desenvolvido. Com isso foi feita uma análise automática completa do modelo ,no qual foram consideradas a velocidade de saída, o projeto do tubo do rotor e as pás rotoras.

Toda essa otimização foi controlada por um software interno desenvolvido no VisualStudio.Net. O ciclo de análise seguiu alguns passos, primeiro um ciclo de otimização geral, a geração do modelo, uma análise CFD e uma avaliação objetiva da função gerada. O ciclo de otimização levou cerca de 15 minutos. A função que foi levada em consideração na otimização das pás levou em consideração fatores de massa e força, além da cavitação e da eficiência.

Um mesmo modelo computacional foi utilizado na previsão de comportamento de cavitação. A análise da cavitação foi feita levando-se em consideração o ponto de operação ótimo e a máxima potência de saída da turbina.

Logo por fim foi utilizado um modelo de completo da turbina, no qual pôde-se avaliar as diversas partes da mesma.

Por fim se fez necessário testar, na prática, os parâmetros previstos pelo modelo CFD . O modelo da turbina foi construído no CKD Blansko Egineering e testados no laboratório de hidráulica segundo os padrões IEC 60193. O testes no modelo avaliaram o comportamento da turbina e possibilitaram a obtenção das características das turbina, como performance, cavitação, torque, pressão pulsante. Dois tipos de variação de turbinas foram testadas, uma situação era a turbina com 13 pás e outra com 11, e os testes foram realizados com velocidades entre 1000 e 1100 rpm.

PRINCIPAIS RESULTADOS

Um primeiro resultado importante foi que os ensaios realizados no laboratório de hidráulica permitiram que se chegasse a conclusão que a otimização via CFD uma ferramenta útil e poderosa para o design de turbinas. Um outro resultado é que os pontos de eficiência da turbina com 11 e 13 pás é diferente, mas essa diferença não é significante.

Outra análise importante foi o comportamento com diferentes números pás em relação a intensidade de descarga. A análise na qual a turbina com 13 pás se comportou melhor diante das diferentes descargas e apresentou uma boa eficiência. Esses resultados práticos foram comparados com a simulação computacional da turbina com 9 pás e a conclusão foi que a turbina com 9 pás apresentou piores desempenhos, principalmente nos fatores de eficiência e de cavitação.

No âmbito da cavitação a resposta para cada quantidade de pás rotoras foi diferente. A conclusão que se chegou é que o tamanho da área de cavitação de entrada aumenta com a diminuição do número de pás.

Logo a conclusão final desse estudo foi que o comportamento hidráulico de uma turbina é influenciado diretamente pela design das pás rotoras, logo para cada aplicação há um formato ideal para ser utilizado no projeto.

AVALIAÇÃO CRÍTICA DO ARTIGO

O artigo apresentou um tema muito interessante no quesito utilidade, pois abordou um assunto que está diretamente relacionado à geração de energia e isso sempre é relevante. O estudo foi bem claro e objetivo , talvez pudesse ter destrinchado mais o método de simulação CFD entretanto isso não influenciou no artigo de forma geral.

As ideias principais foram abordadas de forma clara, apresentando os métodos de análise e descrevendo-os. Além de apresentar uma importante justificativa no início do artigo de o por quê do dado estudo. Isso é muito válido pois reafirma a utilidade prática do projeto desenvolvido.

Logo ,de maneira geral, foi um artigo muito bom e que conseguiu chegar a importantes conclusões. E a maior validade de um estudo não é o estudo em si e sim as respostas obtidas com o mesmo e o dado artigo pôde evidenciar a utilidade do software utilizado e com isso pode concluir diversos parâmetros importantes. E ter a possibilidade de aplicação prática talvez seja uma das mais importantes respostas para um estudo.