Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/tmm.2012.011
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

SIMULAÇÃO NUMÉRICA DO SOPRO DE OXIGÊNIO ATRAVÉS DE BOCAL SUPERSÔNICO

NUMERICAL SIMULATION OF BLOW THROUGH SUPERSONIC NOZZLES

Maia, Breno Totti; Barros, José Eduardo M.; Nascimento, Leandro Miranda; Guerra, Marcelo de Souza L.; Tavares, Roberto Parreiras

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Resumo

Neste trabalho é desenvolvida uma análise do escoamento de oxigênio em bocais de lança supersônica via CFD e são elaboradas propostas de alterações visando melhorar o seu desempenho. A metodologia envolve o uso de CFD para simular os campos de velocidade, pressão, massa específica e temperatura do oxigênio. Avalia-se o comportamento do oxigênio ao longo do bocal, desde a região de elevada pressão e baixa velocidade na entrada, até a condição supersônica na saída. Os valores obtidos são comparados com resultados analíticos para condições ideais e são propostas alterações na geometria para reduzir prováveis perdas de carga. Em seguida, são avaliados o comportamento do jato e sua interação com o ambiente. São analisadas propostas de novas geometrias, com o objetivo de maximizar a velocidade do jato.

Palavras-chave

Escoamento supersônico, CFD, Pressão, Gás

Abstract

In the present work, the behavior of oxygen flow in supersonic nozzles lance is analyzed by CFD and design changes to improve performance are proposed. The methodology involves the use of CFD in the design of the tip nozzle. The behavior of oxygen jet along the nozzle is analyzed, since the region of high pressure and low speed until the entrance to the supersonic condition at the output. The values obtained are compared to analytical results for ideal conditions and geometry changes to reduce losses are proposed. The behavior of the jet and its interaction with the environment are also investigated. The new geometries proposed are analyzed in order to maximize the jet speed.

Keywords

Supersonic flow, CFD, Pressure, Gas

Referências

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