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Orientador: Prof. Dr.  Sergio Viçosa Möller Co-orientador: Prof. Dr.  Luiz Augusto Magalhães Endres ,[object Object],[object Object],[object Object],Cristiano Rodrigues Barcellos por LMF - Laboratório de Mecânica dos Fluidos
[object Object],Representação da Vista Lateral da Bancada de Testes PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
[object Object],PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Fotografia da bancada de testes montada com o banco de tubos  com inclinação de 30º
[object Object],Cotas em [mm] ,[object Object],PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Vista da bancada de testes com o banco de tubos 60º ,[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Representação esquemática dos equipamentos utilizados para medições com a  sonda de anemometria fio quente e o transdutor de pressão PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
[object Object],[object Object],[object Object],PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],A tomada de pressão podia ser movimentada  ao longo da circunferência do tubo ,[object Object],[object Object],A tomada de pressão podia ser movimentada  ao longo da circunferência do tubo ,[object Object],[object Object]
Vista superior e lateral da bancada de testes mostrando o posicionador da sonda  de anemometria de fio quente. Escoamento é da direita para a esquerda ,[object Object],[object Object],PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
[object Object],PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Fotografia da bancada de testes mostrando o posicionador da sonda de anemometria de fio quente no banco de tubos com inclinação de 30º.  Escoamento é da direita para a esquerda Tomadas de Pressão Estática Sonda de Anemometria
RESULTADOS ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Representação esquemática da parede lateral com a localização dos pontos de medição ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Distribuição de pressão na forma do número de Euler sobre a parede lateral do canal para o banco de tubos com inclinação de 30º. As linhas azuis representam a posição dos tubos. O escoamento é da direita para a esquerda
Distribuição de pressão ao redor do tubo instrumentado ,[object Object],RESULTADOS
[object Object],RESULTADOS Médias quadráticas das flutuações de pressão,  adimensionalizadas com U med
[object Object],RESULTADOS Densidades auto-espectrais das flutuações de pressão em diversas posições  sobre o contorno do tubo instrumentado
[object Object],RESULTADOS Densidades auto-espectrais das flutuações de pressão em diversas posições  sobre o contorno do tubo instrumentado
Buscando identificar trechos de decaimento uniforme nos diagramas de densidades auto-espectrais foram utilizadas funções de ajuste do tipo: ,[object Object],RESULTADOS Traçado dos ajustes sobre os diagramas  dos espectros calculados Coeficientes de determinação (R 2 ) Banco 90º  0,95 Banco 60º  0,97 Banco 45º  0,95 Banco 30º  0,94 Adimensionalizado com U med , para  a faixa de f adm  de 0,03 a 1,3
[object Object],RESULTADOS Densidades auto-espectrais das flutuações de velocidade na fenda estreita  entre os tubos centrais da terceira linha Banco 90º Banco 60º
[object Object],RESULTADOS Densidades auto-espectrais das flutuações de velocidade na fenda estreita  entre os tubos centrais da terceira linha Banco 45º Banco 30º
[object Object],[object Object],[object Object],RESULTADOS Correlação cruzada entre flutuações de velocidade e de pressão medidas simultaneamente na fenda Banco 60º Banco 90º
[object Object],[object Object],[object Object],RESULTADOS Correlação cruzada entre flutuações de velocidade e de pressão medidas simultaneamente na fenda Banco 30º Banco 45º
CONCLUSÕES Campo de pressão na parede lateral   Verificou-se que as linhas isobáricas não são paralelas aos eixos dos tubos indicando que o gradiente de pressão não é perpendicular aos tubos, nem paralelo à direção principal do escoamento. Médias quadráticas das flutuações de pressão Verificou-se que os bancos com inclinações de 30º e 90º, apresentaram uma distribuição mais uniforme das cargas dinâmicas; Os pontos máximos encontrados na faixa entre 20º e 60º indicam a região preferencial de incidência do jato proviniente da segunda linha de tubos; Os pontos máximos encontrados nas posições angulares na faixa entre 80º e 120º indicam a ocorrência do fenômeno da separação da camada limite.
CONCLUSÕES Espectros de flutuação de pressão   Verificou-se que, conforme o ângulo de incidência do escoamento aumenta, os picos aparecem para freqüências adimensionais cada vez menores.  O banco com inclinação de 45 graus é o que apresenta picos com maior energia. Diferentes velocidades de adimensionalização Verificou-se que independente da velocidade empregada, as mesmas características principais avaliadas puderam ser identificadas, tanto nos valores RMS da flutuações de pressão como nos espectros de flutuações de pressão.
CONCLUSÕES Espectros de flutuação de velocidade Observa-se que a declividade ou decaimento das curvas diminui suavemente quando o ângulo de incidência do escoamento aumenta.  Picos aparecem aproximadamente para os mesmos valores de números de Strouhal encontrados nos espectros de flutuações de pressão.  Coeficientes de  correlação cruzada I ndicam que  quando o  â ngulo  de incidência do escoamento  diminui fortes efeitos tridimensionais aparecem. Esses efeitos caracterizados pelas oscilações na correlação cruzada para o ângulo de incidência de 45º parecem desaparecer se  o ângulo de incidência  continuasse a ser reduzid o.  Como uma mudança na direção do escoamento ocorre quando ele passa em torno dos tubos inclinados, efeitos tridimensionais são gerados antes e após os tubos com uma certa freqüência dominante, provavelmente associada a efeitos de recirculação
RECOMENDAÇÕES PARA CONTINUIDADE DOS TRABALHOS Utilizar um sistema motor-ventilador que permitisse estabelecer escoamentos com diferentes valores do número de Reynolds. Desta forma seria possível identificar a influência de mais um parâmetro no comportamento geral dos campos de pressões no interior dos bancos de tubos; Trabalhar com o mesmo espaçamento relativo porém com tubos de maiores diâmetros, o que permitiria um maior espaço livre para o deslocamento do sensor de velocidade entre os tubos e a montagem do sensor de pressão faceado com o escoamento, possibilitando confirmar e complementar as conclusões sobre as medições aqui efetuadas;

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  • 23. CONCLUSÕES Campo de pressão na parede lateral Verificou-se que as linhas isobáricas não são paralelas aos eixos dos tubos indicando que o gradiente de pressão não é perpendicular aos tubos, nem paralelo à direção principal do escoamento. Médias quadráticas das flutuações de pressão Verificou-se que os bancos com inclinações de 30º e 90º, apresentaram uma distribuição mais uniforme das cargas dinâmicas; Os pontos máximos encontrados na faixa entre 20º e 60º indicam a região preferencial de incidência do jato proviniente da segunda linha de tubos; Os pontos máximos encontrados nas posições angulares na faixa entre 80º e 120º indicam a ocorrência do fenômeno da separação da camada limite.
  • 24. CONCLUSÕES Espectros de flutuação de pressão Verificou-se que, conforme o ângulo de incidência do escoamento aumenta, os picos aparecem para freqüências adimensionais cada vez menores. O banco com inclinação de 45 graus é o que apresenta picos com maior energia. Diferentes velocidades de adimensionalização Verificou-se que independente da velocidade empregada, as mesmas características principais avaliadas puderam ser identificadas, tanto nos valores RMS da flutuações de pressão como nos espectros de flutuações de pressão.
  • 25. CONCLUSÕES Espectros de flutuação de velocidade Observa-se que a declividade ou decaimento das curvas diminui suavemente quando o ângulo de incidência do escoamento aumenta. Picos aparecem aproximadamente para os mesmos valores de números de Strouhal encontrados nos espectros de flutuações de pressão. Coeficientes de correlação cruzada I ndicam que quando o â ngulo de incidência do escoamento diminui fortes efeitos tridimensionais aparecem. Esses efeitos caracterizados pelas oscilações na correlação cruzada para o ângulo de incidência de 45º parecem desaparecer se o ângulo de incidência continuasse a ser reduzid o. Como uma mudança na direção do escoamento ocorre quando ele passa em torno dos tubos inclinados, efeitos tridimensionais são gerados antes e após os tubos com uma certa freqüência dominante, provavelmente associada a efeitos de recirculação
  • 26. RECOMENDAÇÕES PARA CONTINUIDADE DOS TRABALHOS Utilizar um sistema motor-ventilador que permitisse estabelecer escoamentos com diferentes valores do número de Reynolds. Desta forma seria possível identificar a influência de mais um parâmetro no comportamento geral dos campos de pressões no interior dos bancos de tubos; Trabalhar com o mesmo espaçamento relativo porém com tubos de maiores diâmetros, o que permitiria um maior espaço livre para o deslocamento do sensor de velocidade entre os tubos e a montagem do sensor de pressão faceado com o escoamento, possibilitando confirmar e complementar as conclusões sobre as medições aqui efetuadas;