Tese Doutorado Edson JJ Souza UFPR Julho 2009 - PIPE ...

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1135.1.2.3 Distância à jusante do orifício de descargaCom o objetivo de se estudar as principais características do spray aolongo do eixo principal (eixo de simetria “Z”), vários ensaios foram efetuadosvariando-se a distância do ponto de leitura ao orifício de descarga. A figura 29apresenta ensaios feitos com água à pressão fixa de 1 MPa. As curvas indicamleituras feitas nas distâncias de 20, 25, 30 e 35 mm no eixo Z. Cada ponto dográfico corresponde a uma média de três medições consecutivas na mesmalocalização do spray. Pode-se observar uma atenuação do campo de velocidades àmedida que se afasta do orifício de descarga. Provavelmente por efeito de atritocom o ar as velocidades médias caem gradativamente. Para efeito de orientação osistema de coordenadas utilizado nos ensaios pode ser visto na figura 12 jáapresentada.25Influência da distância do Bico (mm) - água a 10 barVelocidade em Z (m/s)2015102025303540Polinômio (20)Polinômio (25)Polinômio (30)Polinômio (35)Polinômio (40)500 5 10 15 20 25 30 35 40 45Distância do centro (mm)FIGURA 29- CURVA DE VELOCIDADE x DISTÂNCIA RADIAL (X) ;PRESSÃO DE 1 MPa; VÁRIASDISTÂNCIAS VERTICAIS (Z) DO ORIFÏCIO DE DESCARGA.Observando-se os resultados pode-se confirmar:• Como se trata de um spray cônico oco, à medida que se afasta doorifício de descarga o raio da “coroa” aumenta, obviamente. Observa-se que a 20
mm da descarga (coordenada Z), a velocidade das gotículas atinge 19 m/s(aproximadamente). Este máximo de velocidade ocorre na chamada zona decoroa, com distância radial de 13 mm para z = 20 mm.• As velocidades caem à medida que as partículas se afastam dadescarga. A uma distância de Z=40 mm do orifício o pico de velocidade atinge 16m/s, na posição radial X= 22 mm.• À medida que se afasta da descarga o raio da coroa aumenta. A z= 40 mm o raio tem cerca de 22 mm.• Pode-se estimar o ângulo do spray, dessa forma. No caso da zonacentral da coroa o semi-ângulo é de 24 graus.• A velocidade na coroa, relativamente à velocidade no centro dospray, aumenta à medida que se afasta da descarga. A Z = 20 mm a velocidade éapenas 20% superior, enquanto que a 40 mm chega a ser de 100%.Um ponto importante na escolha da distância de 40 mm como referencialnos ensaios é a zona de interação com o ar de combustão quando este adentra omotor de combustão interna. Nos coletores de admissão presentes em veículos derua ou mesmo de competição o diâmetro do coletor de admissão de cada cilindroraramente supera 50 mm. É, portanto, na distância de 40 mm a jusante dadescarga que ocorre, convencionalmente, a interação com o ar para a formação damistura carburada. Dessa forma justifica-se a escolha dessa região de mediçãocomo característica do spray. A posição referencial Z = 40 mm foi escolhida pelosmotivos acima, mas outras distâncias também foram consideradas nos ensaios, deforma a dar a variabilidade necessária aos experimentos.1145.1.3 Roteiro de ensaio – padrãoCom as conclusões obtidas na FASE 1 foi possível elaborar um roteiro deensaios padrão a ser empregado na FASE 2, mais extensa, baseada em umplanejamento quase fatorial. A abordagem era, entretanto, variar tudo ao mesmotempo e observar o comportamento das características de interesse. Como osparâmetros adimensionais “π”, organizados pelo Teorema dos PI de Buckingham,
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