ANÁLISE ESTRUTURAL DINÂMICA DE GRADE DE PROTEÇÃO DE TURBINA DE USINA HIDROELÉTRICA

Lucas Giovanetti, Carlos Alberto Chaves, Álvaro Manoel de Souza Soares

Resumo


Grades são equipamentos de grande importância porque são responsáveis pela proteção das turbinas de usinas hidroelétricas contra impacto de corpos flutuantes. O objetivo do presente trabalho é analisar grades submetidas à ação de fluxo de água. Ou seja, analisar as respostas da estrutura e o comportamento do escoamento da água utilizando os cálculos de dinâmica de estruturas acopladas às técnicas de dinâmica de fluidos computacional (CFD), para um regime turbulento, mediante o uso do software comercial CFX versão 14. Tais análises são elaboradas mediante o processo de interação fluido-estrutura. Um modelo estrutural simplificado das barras verticais das grades é elaborado a partir de dados de projeto conhecidos. A partir desse modelo define-se um volume de controle que representa o escoamento do fluido. Devido ao número de Reynolds calculado, utiliza-se o modelo de turbulência para obtenção dos resultados tais como tensões e deslocamentos nas barras verticais; e perfil de velocidades do escoamento.

Abstract

Tashracks are very important equipment because they are responsible for protecting turbines of hydroelectric plants against floating bodies. The objective of this study is to analyze trashracks submitted by action of water flow. In other words, to analyze the responses of the structure and the behavior of water flow using dynamic of structures calculations coupled with computational fluid dynamics techniques (CFD) for a turbulent regime, through the use of commercial software CFX version 14. This analysis is elaborated by the process of fluid structure interaction. A simplified structural model of vertical bars is defined from other similar projects. For this model is defined a volume of control that represents fluid flow. Due to the Reynolds number calculated, it is utilized a turbulence model in order to obtain the results. These results are: stresses and displacements of vertical bars; and profile of velocities of flow. The results are analyzed and discussed.


Palavras-chave


Grade de proteção de turbina. Interação fluido-estrutura. Escoamento turbulento.

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DOI: http://dx.doi.org/10.18674/exacta.v9i1.1532

ISSN 1984-3151