Implementação de modelo computacional empregando ferramenta de CFD para análise do comportamento hidráulico de bomba carneiro não industrial

dc.contributor.advisor1Kellner, Erich
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6855091004957784por
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-7592-5580por
dc.contributor.authorLogatti, Bruna
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/4334307115265433por
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0002-6141-9353por
dc.date.accessioned2024-08-12T19:52:09Z
dc.date.available2024-08-12T19:52:09Z
dc.date.issued2024-07-01
dc.description.abstractIn urban settlements or rural areas households are often located near regions with abundant water availability. However, in many cases, there is a lack of financial resources for the acquisition and implementation of basic electrical infrastructure for conventional water supply solutions. Hydraulic rams or ram pumps are devices used to elevate water, and they operate using only hydraulic energy. These devices can be seen as a sustainable alternative for water transportation. However, when analyzing the current scientific production on the subject, many obstacles are encountered. The scientific output is limited to this day, and there is also a noticeable absence of studies focused on agronomy and agriculture, the development of low-cost hydraulic ram models, the use of new technologies for modeling, and the optimization of the ram pump model. In this context, computational fluid dynamics, also known as CFD, can be seen as a solution. This study aims to apply CFD techniques in the internal flow modeling of a non-industrial ram pump. The 3D model of the ram pump was constructed using Blender software, based on the study by Oliveira Junior et al (2021). Initially, it was decided to use OpenFOAM software for the simulations; however, due to difficulties encountered in adapting the mesh to the program, it was changed to Ansys Discovery 2023 software. Four different meshes were developed, four scenarios were created for the simulation, varying the volume of the air chamber, each of them containing seven simulations, varying the pressure loads. Results unveiled fundamental operational principles of the hydraulic ram, including the influence of pressure load at the pump inlet on inlet flow, the relationship between pressure loads at the outlet and inlet, and the significance of air chamber size in water displacement.eng
dc.description.resumoEm assentamentos urbanos ou zonas rurais observa-se a existência de domicílios localizados próximos a regiões de abundante disponibilidade hídrica, entretanto, em muitos casos há a inexistência de recursos financeiros para aquisição e implantação da infraestrutura elétrica básica para a adoção de soluções convencionais para abastecimento de água. Os carneiros hidráulicos ou bombas de carneiro são dispositivos utilizados para elevar água, seu funcionamento se dá por meio da própria energia hidráulica. Esses dispositivos podem ser vistos como uma alternativa sustentável no transporte de água. No entanto, quando analisada a produção científica atual sobre o assunto, muitos obstáculos são encontrados. A produção científica é limitada até os dias de hoje, nota-se também uma ausência de produções voltadas a área de agronomia e agricultura, ao desenvolvimento de modelos de carneiros hidráulicas com baixo custo, que utilizem novas tecnologias para modelagem e que otimizem o modelo da bomba carneiro. É com esse cenário que a fluidodinâmica computacional, também chamada de CFD (computational fluid dynamics) pode ser vista como uma solução. O objetivo principal desse trabalho foi a aplicação de técnicas de CFD na modelagem de fluxo interno de uma bomba carneiro não industrial. Para a construção do modelo 3D da bomba carneiro foi utilizado o software Blender, o carneiro hidraúlico teve como base o estudo de Oliveira Junior et al (2021). Inicialmente, decidiu-se utilizar o software OpenFOAM para realização das simulações, porém, devido a dificuldades encontradas de adaptação da malha ao programa, alterou-se para o software Ansys Discovery 2023. Foram desenvolvidas quatro malhas distintas, já para a simulação foram criados quatro cenários, variando o volume da câmara de ar, cada um deles contendo sete simulações, variando a carga de pressão. Os resultados das simulações revelaram princípios fundamentais do funcionamento do carneiro hidráulico, como a influência da carga de pressão na entrada da bomba, na vazão de entrada, a relação entre a carga de pressão na saída e na entrada, e a importância do tamanho da câmara de ar no deslocamento de água.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamentopor
dc.identifier.citationLOGATTI, Bruna. Implementação de modelo computacional empregando ferramenta de CFD para análise do comportamento hidráulico de bomba carneiro não industrial. 2024. Tese (Doutorado em Engenharia Urbana) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/20354.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/20354
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Urbana - PPGEUpor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectCarneiro hidráulicopor
dc.subjectCFDpor
dc.subjectAnsys Discovery 2023eng
dc.subjectModelagem computacionalpor
dc.subjectAbastecimento de águapor
dc.subjectHydraulic rameng
dc.subjectComputational modelingeng
dc.subjectWater supplyeng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ENGENHARIA HIDRAULICApor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ENGENHARIA HIDRAULICA::HIDRAULICApor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::SANEAMENTO BASICOpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIApor
dc.subject.cnpqENGENHARIASpor
dc.titleImplementação de modelo computacional empregando ferramenta de CFD para análise do comportamento hidráulico de bomba carneiro não industrialpor
dc.title.alternativeImplementation of computational model employing CFD Tool to analyze the hydraulic behavior of a non-industrial ram pumpeng
dc.typeTesepor

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