Sobre o uso do tubo de Pitot para localizar o ponto de sela num escoamento com rotação

Translated title of the contribution: On the use of the Pitot tube to locate the saddle point in a swirling flow

Daniel Cardoso Vaz, Eduardo Camilo

Research output: Chapter in Book/Report/Conference proceedingConference contribution

Abstract

Em sistemas de combustão do tipo industrial ou em turbinas de gás recorre-se a rotação do ar para estabilizar a chama. Forma-se uma zona de recirculação toroidal (ZR) que transporta os gases quentes para junto da entrada dos reagentes, assegurando a sua ignição. O estudo extensivo de escoamento reativos e fortemente tridimensionais pode ser moroso e implicar técnicas de diagnóstico dispendiosas. Contudo, localizar o ponto de sela que fecha a ZR pode ser suficiente para apreciar o efeito das variáveis operacionais.
Averigua-se aqui a aplicabilidade da técnica experimental descrita por Vaz (1015) a este tipo de escoamento fortemente tridimensional (não reativo). A técnica recorre a medições de perfis axiais com tubos de Pitot pelo que tem as vantagens de baixo custo e curto tempo de implementação.
O modelo laboratorial consiste numa câmara de diâmetro D alimentada pela base por um escoamento de ar atuado por um gerador de rotação de diâmetro d_e/D=0,186 e número de swirl estimado em 0,7. A técnica revelou limitações neste escoamento (Re_d_e~10^5), não permitindo localizar o ponto de sela, possivelmente decorrentes de a pressão estática no eixo variar não apenas em função da pressão dinâmica associada à componente axial da velocidade mas também em resultado da curvatura das linhas de corrente e magnitude da componente tangencial.
Complementarmente, a visualização com linhas de fumo, embora para Re_d_e~10^4, sugere a existência de uma bolha de recirculação de comprimento z/d_e~1.
Recomenda-se a comparação das medições da pressão total com os resultados homólogos obtidos por simulação numérica do escoamento, para os dois níveis de Re. Para melhor caracterizar a condição de entrada do domínio em estudo, mediram-se as flutuações turbulentas da pressão estática na conduta de admissão e propõe-se ainda uma expressão que permite estimar a partir dessas medidas a intensidade da turbulência.
Original languagePortuguese
Title of host publication13.º Congresso Ibero-americano de Engenharia Mecânica
Number of pages7
Publication statusPublished - 2017

Keywords

  • recirculation bubble
  • Pitot tube
  • turbulent intensity
  • swirl flow
  • swirler

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  • Cite this

    Vaz, D. C., & Camilo, E. (2017). Sobre o uso do tubo de Pitot para localizar o ponto de sela num escoamento com rotação. In 13.º Congresso Ibero-americano de Engenharia Mecânica [0933]