Escoamento axissimétrico estabelecido por um jacto confinado: determinação experimental da localização do recolamento e da razão de recirculação

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica

O presente trabalho constitui uma contribuição para o conhecimento do comportamento aerodinâmico de jactos circulares turbulentos de densidade constante, confinados em câmaras coaxiais. Utilizou-se uma instalação experimental, constituída por um modelo de câmara de combustão cilíndrica e um modelo de queimador, para o estudo do escoamento não reactivo. Determinou-se a localização do fecho da zona de recirculação, denominado por recolamento, e o valor da razão de recirculação. Com base em revisão de literatura, seleccionaram-se as técnicas experimentais necessárias para caracterizar o escoamento. Construiu-se uma sonda de três orifícios e uma sonda de pressão estática, que foram dimensionadas de forma a diminuir a perturbação imposta ao escoamento. Verificou-se a adequabilidade do escoamento aos objectivos através da observação da repetibilidade das experiências e a simetria do escoamento em relação ao eixo da câmara. Obteve-se a localização do recolamento através de duas técnicas distintas envolvendo sondas de pressão (tubo de Pitot e sonda de três orifícios), tendo-se obtido resultados concordantes (diferença relativa de 0,85 %). Mediu-se o perfil radial de pressão estática, ao nível do centro de recirculação. Constatou-se que este diferia do obtido através de ferramenta numérica. Determinou-se o valor da razão de recirculação. Comparou-se este resultado, com o obtido através da aplicação de uma teoria com base em resultados numéricos, para o caso desta instalação experimental. Compararam-se os resultados obtidos experimentalmente, nomeadamente a localização do recolamento e da zona do centro de recirculação (que foi determinado em trabalho anterior), com os obtidos através de uma ferramenta numérica e de equações empíricas da literatura. Através desta comparação, constatou-se que a localização do recolamento, não está muito afastado do obtido experimentalmente.