Física avançada — cavitação e combinação de multicomponente
Cavitação sobre um orifício com borda afiada
Enunciado de problema: Fluxo de cavitação 3D é modelado sobre um orifício com borda afiada usando o modelo de turbulência padrão k-ε e o modelo de cavitação de fração de massa de gás constante.
Referências: W.H. Nurick, “Orifice Cavitation and Its Effects on Spray Mixing”, Journal of Fluids Engineering, Vol 98, pp. 681-687, 1976.
Propriedades de fluido | Propriedades geométricas | Condições de trabalho |
|---|---|---|
Densidade = 1000 kg/m3 Viscosidade = 0,001 Pa-s Pressão de saturação = 3540 Pa | Cilindro de entrada Raio = 1,15 cm Comprimento = 1,6 cm Cilindro de saída Raio = 0,4 cm Comprimento = 3,2 cm | Pressão de entrada = 250 kPa Pressão de saída = 95 kPa |
Comparação de resultados – coeficiente de descarga
O coeficiente de descarga caracteriza o comportamento de fluxo e de perda de pressão dos orifícios. Os resultados computados do Creo Flow Analysis são comparados à solução analítica.
Resultados | Analítico | Creo Flow Analysis | % de diferença |
|---|---|---|---|
Coeficiente de descarga (Cd) | 0,78 | 0,7822 | 0,28 |
Resultados – contornos de fração do volume de vapor
Transporte de espécies de multicomponente no fluxo de tubo
Afirmação do problema: a combinação de dois componentes que fluem através de um tubo é modelada usando o módulo de combinação de multicomponente. O componente A entra no tubo na entrada. O componente B entra pelas paredes do tubo.
• A = Componente A
• B = Componente B
Referências: W.M. Kays and M.E. Crawford. Convective Heat and Mass Transfer. 3rd Edition. McGraw-Hill Book Co., Inc., New York, NY. 126-134. 1993.
Propriedades de fluido | Propriedades geométricas | Condições de trabalho |
|---|---|---|
Componente A e B Densidade = 1 kg/m3 Viscosidade = 1x10-5 Pa-s Difusividade = 1,43 x 10-5 m2/s | R = 0,0025 m L = 0,5 m | Velocidade máxima da entrada = 2 m/s Pressão de saída = 101325 Pa |
Comparação de resultados – fração de massa do Componente A entre o tubo
As medidas da fração de massa do Componente A ao longo do eixo do tubo indicam a extensão da combinação dos componentes ao longo do tubo. Os resultados do Creo Flow Analysis são comparados à solução analítica.
Fração de massa do Componente A | |||
|---|---|---|---|
Coordenada Axial (m) | Solução analítica | Creo Flow Analysis | % de diferença |
0.01 | 1 | 1 | 0 |
0.02 | 0.9999 | 0.9986 | 0.1 |
0.03 | 0.9963 | 0.9882 | 0.8 |
0.04 | 0.9670 | 0.9625 | 0.5 |
0.05 | 0.9230 | 0.8980 | 2.7 |
0.06 | 0.8706 | 0.8720 | 0.1 |
0.07 | 0.8146 | 0.8172 | 0.3 |
0.08 | 0.7583 | 0.7610 | 0.4 |
0.09 | 0.7034 | 0.7054 | 0.3 |
0.1 | 0.6511 | 0.6417 | 1.4 |