Caracterização experimental da aerodinâmica interior de um modelo laboratorial de câmara de combustão

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Este trabalho contribui com o estudo não reactivo da aerodinâmica interna de um modelo de câmara de combustão cilíndrica. Desenvolveu-se a instalação para testar o modelo procurando garantir simetria do escoamento, condições de fronteira bem definidas e caudais com significado em engenharia. A caracterização do escoamento foi feita através da localização de pontos (ou linhas) singulares – o centro da zona de recirculação, o ponto de fecho da recirculação e o ponto de velocidade máxima de retorno. Utilizaram-se diversas sondas de pressão: tubos de Pitot e sonda de pressão estática. A dimensão dos tubos de Pitot teve de ser mantida pequena de modo a diminuir efeitos intrusivos. No entanto, decorre daí que são estruturas flexíveis, sujeitas aos elevados gradientes de velocidade deste escoamento particular (tipicamente na ordem de 103 s-1), ocorrendo a possibilidade de ressonância com a frequência da passagem de vórtices ao medir na camada de corte do escoamento. Assim, caracterizaram-se dinamicamente várias soluções construtivas de tubo de Pitot com recurso à ferramenta Ansys Multiphysics. Concluiu-se não ser possível elevar as primeiras frequências naturais para valores acima da frequência de passagem de vórtices, sem entrar em conta com os efeitos intrusivos da sonda. Os resultados experimentais obtidos são suficientemente precisos e detalhados para permitir a validação de modelos numéricos.