ISEP - DM – Engenharia Mecânica
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Browsing ISEP - DM – Engenharia Mecânica by advisor "Areal, Pedro Miguel Rosas de Almeida"
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- Projeto e fabrico de um túnel de vento de circuito aberto em escala reduzidaPublication . SILVA, JOÃO AFONSO OLIVEIRA; Areal, Pedro Miguel Rosas de Almeida; Silva, Andresa Baptista daNo presente trabalho foi concretizado a conceção, projeto e fabrico de um túnel de vento subsónico de circuito aberto em escala reduzida com o objetivo de criar uma ferramenta acessível para estudos didáticos nos cursos do departamento de engenharia mecânica do ISEP. O túnel de vento foi dimensionado com base na literatura apresentada, visando garantir um escoamento estável e uniforme. Tomou-se como base a secção de teste, tendo sido definida uma secção de entrada de 200x200 mm, comprimento de 500 mm e uma secção de saída de 203x203 mm. Aplicando uma razão de contração de 6:1 obteve-se uma secção de entrada da contração de 490x490 mm e um comprimento de cerca de 613 mm aplicando um fator de 1,25 vezes o diâmetro hidráulico da secção de entrada. Relativamente ao difusor foi selecionada uma razão de expansão de 1:2,5 e ângulo de expansão de 4°, resultando numa secção de saída de 321x321 mm e comprimento de 844 mm. Com os meios disponíveis, foram selecionados materiais possíveis de operar manualmente, com exceção da etapa de corte de materiais para a contração através de uma máquina fresadora CNC. Utilizou-se PVC, madeira, placas de poliuretano, espuma expansiva, manta de fibra de vidro e juta para a construção da contração, tendo esta demorado cerca de um mês para ser finalizada. A estrutura do favo de abelha foi construída a partir de um aro com ripas de madeira e tubos de PVC com 16 mm de diâmetro interior e 2 mm de espessura. Selecionou-se uma razão entre 𝐿ℎ e 𝐷ℎ de 7,5, resultando num comprimento de 120 mm. Para a câmara de estabilização, utilizou-se placas de madeira contraplacada e ripas de madeira. A seleção da rede teve em conta a razão de área aberta recomendada na literatura. Para construir a secção de teste selecionou-se o ABS e recorreu-se a uma impressora 3D, tendo sido necessário dividir a secção de teste em quatro partes devido às dimensões da impressora. Cada base demorou cerca de 16 horas e cada tampa cerca de 7 horas. Posteriormente foram acopladas e coladas placas de policarbonato, permitindo a visualização para o interior da secção de teste. Para o difusor utilizou-se madeira contraplacada e ripas de madeira. A seleção do ventilador MV 30 teve em consideração o caudal necessário para a velocidade de escoamento inicialmente estipulada de 20 m/s, no entanto devido a questões burocráticas o mesmo apenas foi entregue na última semana da submissão da dissertação. Assim sendo, foi utilizado um ventilador de um radiador de um automóvel, um manómetro de pressão diferencial digital e um tubo de Pitot estático para a realização de cinquenta medições da pressão dinâmica e da velocidade do escoamento ao longo da secção de teste, tendo-se verificado que o escoamento permanece estável e uniforme, apresentando variações de velocidade entre 0,1 e 0,3 m/s e uma velocidade média de 13,6 m/s. Medições realizadas entre a entrada e a saída da secção de teste com o ventilador MV 30 devolveram variações de velocidade idênticas e uma velocidade média de cerca de 18 m/s. Com os resultados obtidos constatou-se que o túnel de vento se revela adequado para fins educativos e para o teste de corpos em pequena escala, contribuindo como uma base prática para conciliar com a teoria abordada durante as aulas, assim como para investigar e desenvolver melhorias em objetos de estudo.