Análise numérica do escoamento turbulento em tubos corrugados - Salvador, Gabriel Tunoda (2013)
Tubos corrugados estão presentes em diversas aplicações da engenharia. Dentre suas principais propriedades, eles se destacam por melhorarem consideravelmente a troca de calor e também por proporcionar a flexibilidade de tubulações. São caracterizados por cavidades distribuídas na superfície, que provocam mudanças no padrão do escoamento na tubulação. Neste cenário, no presente trabalho é estudado numericamente o escoamento monofásico, newtoniano e turbulento em tubos corrugados. É dada ênfase na análise da influência do tipo de rugosidade no comportamento do escoamento. O escoamento é modelado utilizando as equações de conservação da massa e balanço da quantidade de movimento. A turbulência gerada pelo escoamento será modelada utilizando o modelo de turbulência de duas equações SST (Shear Stress Transport). O sistema de equações resultantes será discretizado utilizando o método dos volumes finitos baseados em elementos (MVFBE) e resolvido utilizando o programa comercial ANSYS CFX 13.0. O estudo é realizado para escoamentos em tubos com corrugados de diferentes geometrias e dimensões e números de Reynolds variando de 5000 a 100000. A partir dos resultados obtidos é analisada a influência do tipo de corrugado no padrão do escoamento próximo à parede do tuto, do fator de atrito, tensão de cisalhamento, energia cinética turbulenta e pressão. A metodologia utilizada foi comparada contra dados existentes na literatura, apresentando uma boa concordância.