Influência das condições de entrada em parâmetros hidrodinâmicos e eficiência de uma turbina Francis: Uma análise computacional via CFD

Abstract

Este trabalho apresenta uma análise, por meio da Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD), da influência das condições de entrada e da geometria sobre parâmetros hidrodinâmicos e a eficiência de uma turbina Francis. Foram realizadas simulações variando a rotação e a abertura do distribuidor, utilizando o método dos volumes finitos e o modelo de turbulência SST κ − ω. Os resultados indicaram valores de eficiência bem inferiores aos típicos para turbinas Francis (máximo valor de eficiência encontrado foi de 17,17% para a posição de maior abertura do distribuidor), o que pode estar associado tanto a características geométricas não otimizadas quanto a possíveis imprecisões no cálculo do ponto de operação. Além disso, observou-se formação de vórtices e aumento da turbulência com o incremento da rotação e o fechamento do distribuidor. Apesar das limitações encontradas, as análises permitiram compreender a relação entre a geometria e o desempenho da turbina, evidenciando que alterações no distribuidor impactam diretamente a distribuição de pressão e a eficiência.