DIMENSIONAMENTO E MODELAGEM DE UM ROTOR HIDRÁULICO TIPO FRANCIS

Abstract

Este estudo demonstra etapas do dimensionamento e da projeção tridimensional de um Rotor Hidráulico tipo Francis, além de sua simulação fluidodinâmica. A metodologia utilizada teve como ponto de partida a Pequena Central Hidrelétrica (PCH) Nova Maurício, localizada no município de Leopoldina-MG. A modelagem teve como base as dimensões da coroa interna, cinta externa, aresta de entrada e saída do rotor, número de pás e ângulos de entrada e saída das pás do rotor. A simulação computacional do modelo proposto empregou o software Solidworks. A validação dos resultados obtidos através da modelagem e simulação fluidodinâmica ocorreu por meio de valores disponíveis na literatura para similares condições testadas. Atingiu-se uma velocidade máxima de escoamento do fluido no interior do rotor de 19,413 m/s e, uma pressão máxima na voluta da turbina de 270 kPa. Diante disso, os resultados encontrados indicaram ser possível dimensionar e demonstrar as características das linhas de corrente através da simulação. Os valores encontrados indicaram que a aplicação do software empregado foi adequada para o dimensionamento proposto. A conclusão que se obteve foi que o software Solidworks se demonstrou robusto para uma prévia análise de funcionamento da turbina Francis nas condições propostas. Além disso, esse software possibilita a extrapolação de esforços, dinâmica dos fluidos, análises térmicas e ciclos de vida de operação de equipamentos, perfazendo a análise comportamental do produto simulado em um cenário real, mesmo que não se conheça totalmente todas as variáveis do processo.