Modelagem tridimensional de câmaras de combustão para microturbinas a gás e sua utilização com turbocompressores
Evandro Andrei Conrad, Ricardo Albano Jaeger, Daniel Vieira Pinto*
Última alteração: 14-12-2018
Resumo
Microturbinas a gás são motores de combustão interna rotativos. O princípio de funcionamento consiste na oxidação de combustível dentro da câmara de combustão,aumentando as energias cinética e térmica do fluido de trabalho. Ao passar pela turbina ocorre conversão em energia mecânica. O compressor, que está mecanicamente conectado à turbina, irá comprimir ar ambiente para dentro da câmara, aumentando a pressão. O objetivo do sistema é extrair energia mecânica no eixo do rotor para, por exemplo, utiliza-lo na geração de energia elétrica. A modelagem digital 3D é a construção de um desenho ou modelo de três dimensões por meio de um software, que utiliza modelos matemáticos de representação. O resultado desta construção é a projeção de uma malha tridimensional. A utilização e o desenvolvimento destes softwares em projetos mecânicos é de fundamental importância para a concepção de um novo produto, pois é possível modelar, visualizar, testar, sem a necessidade da construção física, sendo assim o trabalho utiliza esse
mecanismo no desenvolvimento de três modelos de câmaras de combustão, sendo elas: fluxo colinear, fluxo reverso, e fluxo com entrada lateral, via Desenho Assistido por Computador (CAD - Computer Aided Design). Este trabalho ocorre em paralelo com outra pesquisa, na qual os modelos são avaliados via CFD - Computational Fluid Dynamics. Após algumas etapas de avaliação e remodelagem será definido o modelo de câmara de combustão mais adequado para operação da microturbina a gás. Como resultado parcial identificou-se bom comportamento fluido dinâmico dos modelos já desenvolvidos, apesar das geometrias básicas ainda necessitarem de aprimoramento em dimensões de furações e ângulos de alguns componentes. A utilização de software CAD para desenvolver os modelos tridimensionais proporcionou redução de custos com material e serviços, bem como redução do tempo de desenvolvimento, pela facilidade alterações nos modelos.
Palavras-chave
Modelagem tridimensional; Turbocompressor; Computer Aided Design; Modelagem digital 3D