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dc.creatorSantos, Vinicius Fagundes dos-
dc.date.accessioned2018-06-14T13:24:00Z-
dc.date.available2018-06-14T13:24:00Z-
dc.date.issued2018-02-07-
dc.identifier.citationSANTOS, Vinicius Fagundes dos. Numerical analysis of the effects brought by a twisted tape insert in elbow erosion. 2018. 115 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. Disponível em: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.135.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21519-
dc.description.abstractDue to the ongoing problem related to erosion caused by the impingement of solid particles in many engineering fields, parts such elbows, for instance, are particularly prone to erosion issues. In this work, the insertion of a twisted tape at different positions upstream of a bend is investigated numerically with the intent of reducing the elbow erosion. To ensure the reliability of the numerical calculations, experimental data were used to validate the CFD model for the standard elbow. Subsequently, simulations considering one, two and four-way coupling were evaluated for both the standard and the twisted tape-equipped elbows. Simulations were run to evaluate the average particle impact angle, impact frequency and impact velocity and the penetration ratio for each geometry. The present work used the finite-volume, unstructured code UNSCYFL3D, which solves the gas flow using the fully coupled Euler-Lagrange approach. The two-layer k-epsilon was used to model turbulence effects. Interestingly, it was found that the swirling motion imparted to the particles by the twisted tape reduces the maximum penetration ratio in the bend. Another important finding is that the farther the insert is placed upstream of the elbow, the lower the erosion in the elbow, although the tape itself becomes more prone to erosion. In general, it was noticed that the fluid-particle and particle-particle interactions are very important and cannot be neglected. Consequently, depending on the mass loading and geometry configuration, elbow erosion can be dramatically reduced.pt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.languageengpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectTwisted tapept_BR
dc.subjectElbow erosionpt_BR
dc.subjectFour-way couplingpt_BR
dc.subjectInterparticle collisionspt_BR
dc.subjectErosion mitigationpt_BR
dc.subjectFita torcidapt_BR
dc.subjectErosão em cotovelospt_BR
dc.subjectQuatro-vias de acoplamentopt_BR
dc.subjectColisões entre partículaspt_BR
dc.subjectMitigação da erosãopt_BR
dc.titleNumerical analysis of the effects brought by a twisted tape insert in elbow erosionpt_BR
dc.title.alternativeAnálise numérica dos efeitos provocados pela inserção de uma fita torcida na erosão de cotovelospt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.contributor.advisor1Souza, Francisco José de-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1257320066520278pt_BR
dc.contributor.referee1Silva Junior, Washington Martins da-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2993173987424895pt_BR
dc.contributor.referee2Meier, Henry França-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2594453880874755pt_BR
dc.contributor.referee3Duarte, Carlos Antônio Ribeiro-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3533635470069420pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0024207628693977pt_BR
dc.description.degreenameDissertação (Mestrado)pt_BR
dc.description.resumoDevido ao problema permanente relacionado à erosão provocada pelo choque de partículas sólidas em muitos campos da engenharia, peças como cotovelos de curvas , por exemplo, são particularmente propensos a problemas de erosão. Neste trabalho, a inserção de uma fita torcida em diferentes posições a montante de uma curva é investigada numericamente com a intenção de reduzir a erosão no cotovelo. Para assegurar a confiabilidade dos cálculos numéricos, dados experimentais foram utilizados para validar o modelo de CFD para o cotovelo padrão. Posteriormente, foram realizadas simulações considerando o acoplamento de uma, duas e quatro vias avaliando a curva padrão e as geometrias equipadas com a fita torcida. Foram feitas simulações para avaliar o ângulo de impacto médio de partícula, a frequência de impacto e velocidade de impacto e a taxa de penetração para cada geometria. O presente trabalho utilizou o código de volumes finitos UNSCYFL3D, que resolve o escoamento de gás usando a abordagem de Euler-Lagrange totalmente acoplada. O modelo k-epsilon duas camadas foi usado para modelar os efeitos de turbulência. Curiosamente, verificou-se que o movimento rotativo conferida às partículas pela fita torcida reduz a razão máxima de penetração na curva. Outra descoberta importante é que quanto mais a montante do cotovelo a inserção é colocado, menor a erosão no cotovelo, embora a própria fita se torna mais propensas a erosão. Em geral, observou-se que as interações de fluido- partícula e partícula-partícula são muito importantes e não podem ser negligenciadas. Por conseguinte, dependendo da carga mássica e configuração geométrica a erosão no cotovelo pode ser drasticamente reduzidapt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Mecânicapt_BR
dc.sizeorduration115pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOSpt_BR
dc.identifier.doihttp://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.135pt_BR
dc.crossref.doibatchidcfc6af78-95df-434f-8cba-ff3aa9588d23-
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