Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

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Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa do ITA São José dos Campos, Fevereiro de 2003

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Page 1: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa do ITA

São José dos Campos, Fevereiro de 2003

Page 2: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Informaçõe Gerais

O túnel de vento de pesquisa do ITA é parte de um projeto de inovação tecnológica, com as se guintes características:

Execução do projeto:

• IAE – ASA-L• ITA – Div. de Eng. Aeronáutica• USP-SC – Depto. de Aeronáutica• EMBRAER – Depto. Aerodinâmica

• Instituições financiadoras: FAPESP e EMBRAER, • Objetivo geral: Incrementar a produtividade e a confiabilidade de ensaios

aerodinâmicos.• Duração: 3 (três) anos• Custo total: US $ 3.2 milhões.

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Informações Adicionais

Projeto liderado por: Depto. de Aerodinâmica do ITA. Colaboração: ASA-L (IAE) e EMBRAER.

• Duração total: Inicio: Setembro de 2001; Fim: Fevereiro de 2002.

• Fabricação e montagem de grande parte do túnel de vento:Responsável: empresa TECSIS, Duração: Jan. 2002 – Jan. 2003Custo: R$ 250.000,00 Financiamento: FAPESP.

• Obras de infra estrutura no Anexo ao Laboratório Prof. Feng (ITA):Responsável: empresa FREIRE ROSADuração: Abril - Novembro de 2002Custo: R$ 150.000,00Financiamento: EMBRAER.

• Fabricação de parte do túnel de vento e detalhes, não considerados inicialmente:Responsável: equipe do Laboratório Prof. FengFinanciamento: ITA.

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Características do Túnel de Vento

O túnel de vento de pesquisa do ITA é do tipo circuito aberto, constituído por:

Dimensõe Gerais: •Comprimento total = 40 m• Largura máxima = 4 m• Altura máxima = 4,6 m

Dimensões da Seção de Testes:• Comprimento = 4 m• Altura = 1 m• Largura média = 1, 28 m

Escoamento na Seção de Testes: • Velocidade máxima = 80 m/s (280 km/h)• Número de Mach = 0,23• Número de Reynolds = 4,7 x 106 / metro• Nível de turbulência = 0,05%

Ventilador:• Potência = 200 hp• Rotação = 890 rpm• Controle de velocidade - contínuo

Câmara de tranquilização

Bocal de entrada

Seção de testes Ventilador

Contração Difusor anterior Difusor posterior Câmara Amortecedora

Difusor de expansão rápida

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Bocal de Entrada

Modelo do prédio

Bocal de Entrada

Bocal de entrada projetado com configuração especial

Nova configuração do bocal feita com auxílio de um modelo em escala 1:10

Justificativa: Grandes dimensões do túnel de vento, relativas ao prédio do Anexo ao Laboratório Professor Feng

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Telas

FUNÇÃO: Retificar o escoamento admitido pelo bocal

Câmara de Tranquilização

Telas

Colméia e Tela

Colméia

Câmara de tranquilização

Elementos Retificadores:

• colméia - 1 • telas - 3

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Câmara de EnsaioOBJETIVO: Acelerar o escoamento

Contração

Projeto da contração

NOTA: A contração termina no interior da câmara de ensaio.

Razão de Contração = 10:1

Trabalho conjunto: ITA

EMBRAER

Contração – Vista externa

Vista interna

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Contração

Seção de Testes

Na seção de testes

Veloc. max. = 280 km/h. Re = 4,7 x 106 (por metro)M = 0,23

Altura: 1,00mLargura: 1,28m Comprimento: 4,0m.

Seção de testes

• Instalação de modelos• Medidas de parâmetros do fluxo de ar.

Modelo

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Vista superior

Vista lateral

Seção de Testes

Requisito de projeto

Bloco de concreto

Na superfície lateral esquerda: 3 janelasNa superfície lateral direita: 1 janela

Na superfície superior: 3 janelasNa superfície inferior: 1 janela

• Balança aerodinâmica• Sistema de posicionamento• Outros

Usado para apoiar:

Rapidez e baixo custo na implementação de

experimentos

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Seção de Testes

Detalhes:

• Cantos da seção de testes são suavizados

• Na parte central, lâmpadas ( normais ou ultra-violetas) foram instaladas

Painéis de vidro instalados

• Nas 3 janelas da superfície lateral e • Nas 3 janelas da superfície superior

LâmpadasNOTA: úteis durante ensaios de visualização do escoamento.

Objetivo: visualização do modelo e implementação de métodos óticos• Velocimetria a laser (LDV) e • PIV

Paineis de vidro

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Função do difusor: Recuperar parte da

potência gasta

Ventilador

Posição do ventilador

Difusores e Ventilador

Difusorconstituído por

duas partes

Difusor anterior

Difusor posterior

Reduz o comprimento do difusor

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Difusor Anterior

O difusor anterior liga o final da seção de testes com o ventilador.

Transição da seção transversal

Seção transversal final

Seção transversal inicial

Seção transversal final – circular:Diâmetro = 2,14m

Seção transversal inicial – retangular:Altura = 1m

Largura = 1,36m

Comprimento = 8,36 m

transição da forma da seção transversal

vista interna do difusor anterior

Adaptação suave do ventilador

Page 13: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Ventilador

Amortecedor

Rotor c/ 8 pás (feito em material composto)

“Spinner” do rotor

Função

Características do Ventilador:

• Potência = 200 hp• Vazão nominal = 98 m3/s• Rotação nominal = 890 rpm • Diâmetro = 2,10 m• Comprimento = 3,50 m• Pás no rotor = 8• Aletas retificadoras = 9

Gerar um fluxo de ar constante no interior do túnel de vento

Page 14: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

ventiladores

ventiladores auxiliares (2)

Carenagem

Ventilador

Circuito do ar refrigerante:

refrigeração do motor elétrico do ventilador principal.

SaídaEntrada

Duto p/ refrigeração Abertura p/ exaustão

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Difusor anterior ventilador

junta flexivel amortecedor

Ventilador O ventilador do túnel de vento pesa 3,5 toneladas e é apoiado sobre um bloco de concreto

Controle da velocidade do escoamento

Inversor de freqüência

Variação da rotaçãoResolução = 1 rpm

Para minimizar a transmissão da vibração, gerada pelo ventilador

anel de borracha (junta flexível)

4 iso-amortecedores

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Difusor Posterior

Função

Difusor Posterior

Ventilador

Características geométricas:Seção transversal final quadrada, com 2,83m de aresta Seção transversal inicial circular, = 2,14m Comprimento = 7,5m

NOTA: A transformação da seção transversal é feita para facilitar e baratear a construção de elementos do túnel à jusante

Seção transversal final

Redução adicional da velocidade do fluxo de ar

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Difusor de Expansão Rápida

Câmara amortecedora dos efeitos do vento

Final do difusor posterior

Funções:

Difusor de expansão rápida

1. reduzir o valor perdido da energia cinética do escoamento

2. reduzir as perdas nos defletores, localizados no elemento a jusante.

NOTA: A expansão rápida reduz o comprimento do difusor e, com isto, o custo de fabricação.

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Câmara Amortecedora dos Efeitos do Vento Atmosférica

Aletas diretorasParedes externas da câmara amortecedora

OBJETIVO: reduzir as flutuações do escoamento na seção de testes, causadas pelas variações de velocidade e direção do vento atmosférico.

Porta de acesso à câmara amortecedora

Esta câmara é feita de alvenaria, com as seguintes dimensões:Largura = 4 m Altura = 3,5m Comprimento = 3,5 m.

24 aletas diretorasEscoamento é

defletido p/ cima

Page 19: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Câmara de Ensaio

Ante-câmara

Câmara de Ensaio

OBJETIVO: Viabilizar a introdução de sondas no fluxo de ar que passa pelo modelo

Câmara de Ensaio

Ante-câmara

valor inferior à pressão ambiente.

pressão no interior da seção de testes.

pressão no interior da câmara de ensaio.

=Câmara de ensaio deve ser estanque

OBJETIVO: Permite a admissão na câmara

de ensaio durante um experimentoÉ constituída por:

• 2 portas estanque e • 2 dispositivos de equalização de pressão.

pressão na ante-câmara

Pressão na Câmara de ensaio

=Pressão ambiente.

ou

Seção de testes

Page 20: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Bancada

Cabine de controleCabine de Controle

Prateleira superior

Câmara de Ensaio

Características:•Construída c/ divisórias isoladoras de ruído •Temperatura controlada •Bancada •Prateleira

OBJETIVO: Ambiente controlado, onde são centralizadas as atividades de controle e medida

Apoiar:• equipamentos para condicionamento dos sinais• monitor de TV e vídeo cassete

Apoiar:• Painel de controle do túnel de vento• Micro computador, usado para: 1. Aquisição de dados e 2. Controle do experimento

Page 21: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Quadro de força

Ar condicionado

temperatura estabilizada na câmara de ensaio

Caixas de passagem

Câmara de Ensaio

aparelho tipo “split”, devido ao problema da estanqueidade

Ar condicionado c/ 18.000 BTU.

Vedação p/ manter estanqueidade

Permite a entrada na seção de ensaio de:

• cabos para energia elétrica,• cabos para telefone e • cabos de rede de computadores

Distribuição de três circuitos elétricos:

• para a iluminação, • para as tomadas (110 e 220 v) e • para alimentar um equipamento de velocimetria a laser (LDV).

Page 22: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Ar comprimidoSistema de ar comprimido constituído por:

• Tubo com 2 polegadas de diâmetro• Reservatório

Volume = 10 m3

Pressão = 28 atm. (400 psi) • Válvulas controladoras de pressão • Válvula controladora de vazão e • Mangueiras flexíveis

Torre de refrigeração

Sistema de refrigeração de fonte laser:

• Torre de refrigeração (foto ao lado), • Bomba hidráulica, com potência de 3/4 cv • Tubulação de PVC, apropriada para fluxo de água quente

Câmara de Ensaio

NOTA: A fonte laser faz parte de um equipamento de velocimetria a laser (LDV).

Page 23: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

.

Vista Geral do Túnel de VentoRegião Interna

Entrada da ante-câmara

Contração

Câmara de tranquilização

Bocal de entrada

Câmara de ensaio

Page 24: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

.

Vista Geral do Túnel de VentoRegião Externa

Anexo Lab. Prof. Feng

Difusor posterior

Ventilador

Difusor anterior

Difusor expansão rapida

Câmara Amortecedora

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Obras de Infra-Estrutura do Túnel de Vento de Pesquisa do ITA

Região Externa

Região Interna

Page 26: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Obras na Região Externa doAnexo ao Laboratório Prof. Feng

• Construção de um piso de concreto p/ suportar a parte externa do túnel de vento

• Construção de uma estrutura metálica p/ suportar a cobertura p/ o túnel de vento

• Construção de um bloco de concreto p/ suportar o ventilador do túnel

• Construção de câmara usada p/ minimizar os efeitos do vento atmosférico

• Instalação de telhas de amiantro e de telhas metálicas, nas laterais do vão coberto, de maneira a proteger o túnel contra chuva de vento.

• Instalação de sistemas auxiliares: (i) energia elétrica, (ii) iluminação e (iii) tubulação de água p/ refrigeração e sua conexão com a torre de refrigeração

Atividades :

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Região Externa do Anexo ao Laboratório Prof. Feng

NOTA: As duas partes do difusor (anterior e posterior) e o ventilador serão instaladas na região mostrada na foto abaixo

Torre de Refrigeração

Parede externa do Anexo ao Lab. Prof. Feng

Sistema de ventilação do Lab. Prof. Feng

Abertura p/ passagem do difusor

Page 28: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Construção do Piso de Concreto

NOTA: Foram usadas uma série de estacas p/ fazer a fundação do piso de concreto

Ferragem p/ construção do piso

Parede externa do Anexo ao Lab. Prof. Feng

Page 29: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Construção do Piso de Concreto

Caixa d’água da Torre de Refrigeração

Fronteira da região externa do Lab. Prof. Feng

Page 30: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Instalação de tubulação do Sistema de Refrigeração

NOTA 1: Foram utilizados tubos de PVC apropriados p/ água quente (aquaterm). NOTA 2: A tubulação foi embutida no piso de concreto

Tubulação p/ água quente

Tubulação p/ água fria

Page 31: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Telhas usadas p/ cobertura da parte externa do túnel

Colunas metálicas p/ a sustentação do telhado

Construção da Estrutura Metálica p/ Suporte do Telhado

Page 32: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

NOTA: Na câmara p/ minimização dos efeitos do vento atmosférico o fluxo de ar

gerado no túnel é defletido para cima, através de aletas direcionadoras

Paredes externas da câmara p/ minimização do vento atmosférico

Colunas metálicas p/ a sustentação do telhado

Construção da Estrutura Metálica e da Câmara Amortecedora

Page 33: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

NOTA: As vigas foram soldadas às colunas metálicas

Câmara amortecedora dos efeitos do vento atmosférico

Vigas metálicas p/ a sustentação do telhado

Construção da Estrutura Metálica e da Câmara Amortecedora

Page 34: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Câmara amortecedora dos efeitos do vento atmosférico

Vigas metálicas p/ a sustentação do telhado

Construção da Estrutura Metálica e da Câmara Amortecedora

Face lateral do Lab. Prof. Feng

Page 35: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Viga transversal p/ a sustentação do telhado

Câmara amortecedora dos efeitos do vento atmosférico

Construção da Estrutura Metálica e da Câmara Amortecedora

Page 36: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Câmara amortecedora dos efeitos do vento atmosférico

Viga transversal p/ a sustentação do telhado

Construção da Estrutura Metálica e da Câmara Amortecedora

Mureta p/ minimizar a entrada de chuva e proteção

do túnel de vento

Page 37: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

NOTA: A parede central da câmara amortecedora tem a finalidade de fixar

as aletas diretoras do fluxo de ar, as quais são feitas de metal

Parede central da câmara amortecedora

Ajuste fino do eixo do túnel de vento p/ o posicionamento do bloco de concreto p/ suportar o ventilador

Colunas de concreto da câmara amortecedora

Construção da Câmara Amortecedora

Page 38: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Construção do Bloco de Concreto

NOTA: Este bloco tem a finalidade de suportar as cargas geradas pelo ventilador do túnel de vento

Forma do Bloco de concreto

Ferragem do bloco de concreto

Parede p/ a proteção dos equipamentos eletrônicos de controle do ventilador

Page 39: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Câmara amortecedora

Forma e ferragem do bloco de concreto

Construção do Bloco de Concreto

Parede p/ a proteção dos equipamentos eletrônicos de controle do ventilador

Page 40: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

NOTA 1: As 4 hastes de ferro funcionam como dispositivo de

segurança p/ o caso de falha dos suportes do ventilador

Bloco de concreto

Chapas p/ fixação dos amortecedores do ventilador

Hastes de ferro

NOTA 2: As 4 chapas nos cantos do bloco são usadas p/ fixar os amortecedores do

ventilador. Estas chapas foram chumbadas no bloco de concreto

Construção do Bloco de Concreto

Page 41: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Colocação das telhas na região externa

NOTA1: A porta na câmara amortecedora permite o acesso ao ventilador do túnel de vento, através do difusor posterior.

NOTA 2: Esta porta também tem a finalidade de permitir a limpeza da câmara amortecedora.

Telhas fixadas à estrutura metálica

Câmara amortecedora dos efeitos do vento atmosférico

Porta da câmara amortecedora

Page 42: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

NOTA: As duas colunas e a viga da câmara amortecedora tem a finalidade de fixar uma peça metálica, que une o difusor posterior à câmara amortecedora

Viga de concreto que une as duas colunas da câmara amortecedora

Construção de superfície curva p/ deflexão suave do fluxo de ar do túnel

Construção da Câmara Amortecedora

Page 43: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Acabamento

Superfície Curva p/ orientação do fluxo de ar

Porta de acesso

Construção da Câmara Amortecedora

Page 44: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Região Externa do Anexo ao Laboratório Prof. Feng

Vista Geral

Bloco de concreto

Cobertura do túnel

Abertura p/ acoplamento do difusor

Câmara amortecedora

Page 45: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Região Externa do Anexo ao Laboratório Prof. Feng

Acabamento geral da obra

Bloco de concreto

Cobertura do túnel

Abertura p/ acoplamento do difusor

Escada da câmara amortecedora

Page 46: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Detalhe da Abertura p/ Acoplamento do Difusor

NOTA: A moldura da abertura p/ acoplamento do difusor tem a finalidade de garantir a vedação desta abertura após a montagem do túnel de vento

Moldura da abertura p/ acoplamento do difusor

Aparelhos de ar condicionado

Bloco de concreto

Page 47: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa do ITA(Região Externa)

Região Externa

Região Interna

Roberto M. Girardi

São José dos Campos, Janeiro de 2003

Page 48: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem da Parte do Túnel de Vento Localizado na Região Externa

• Montagem do difusor anterior (constituído por 3 partes)

• Montagem do difusor posterior (constituído por 3 partes)

• Montagem do ventilador do túnel de vento

• Fabricação do difusor de expansão rápida

• Instalação das aletas diretoras no interior da câmara de amortecimento dos efeitos do vento atmosférico

• Instalação de sistemas auxiliares: (i) Equipamento eletrônico p/ controle do ventilador, (ii) ventiladores p/ refrigeração do motor principal e (iii) vedação da câmara de ensaios

Atividades Realizadas :

Page 49: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Recebimento e Armazenamento das Partes do Difusor

Page 50: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Transporte das Partes p/ Área de Montagem

Parte do difusor Fachada do lab. Prof. Feng

Por ocasião do início da montagem, estas partes foram transportadas, com auxílio de uma empilhadeira, para a área na região externa ao Anexo do Lab. Prof. Feng

Page 51: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Posicionamento dos Suportes dos Difusores

Difusor anterior

Abertura p/ acoplamento do difusor

Difusor posterior

Base do ventilador

Page 52: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Posicionamento dos Suportes dos Difusores

Difusor anterior

Suporte do ventilador

Difusor posterior

Page 53: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Primeira parte do difusor anterior

Flange p/ acoplamento c/ a seção de testes

Montagem do Difusor Anterior

O difusor anterior é constituído por 3 partes.

Abertura na seção de ensaios para passagem

do difusor

Page 54: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Difusor AnteriorDifusor anterior: Primeira parte

Difusor anterior: Segunda parte

Pés ajustáveis

Page 55: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Equipe da empresa Tecsis foi a responsável pela montagem de

todo o túnel de vento.

Montagem do Difusor Anterior

Nas fotos apresentadas pode-se visualizar a variação da seção transversal ao longo do difusor anterior.

Difusor anterior: Terceira parte Difusor anterior:

Segunda parte

Page 56: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Difusor Anterior

A montagem do difusor anterior é concluída. NOTA: Seção transversal do final do difusor anterior é circular - Ventilador deve ser ajustado de maneira suave.

Page 57: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Difusor Posterior

Transporte das 3 partes do difusor posterior para a área de montagem

Difusor posterior: Primeira parte

Difusor anterior:

Page 58: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Difusor Posterior

Característica Geométricas:

Seção transversal inicialcircular ( = 2,10 m)

Seção transversal finalquadrada, Aresta = 2,85 m

Comprimento = 8,36 m.

NOTA: Posicionamento feito com auxílio de uma empilhadeira.

Difusor posterior: Segunda parte

Difusor anterior:

Difusor posterior: Primeira parte

Page 59: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Difusor Posterior

Linha utilizada p/ localização do eixo do túnel de vento

Difusor posterior, com duas partes posicionadas

Page 60: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Difusor Posterior

Transporte da terceira parte do difusor posterior

Abrigo do gerador de gases do Laboratõrio de Propulsão

Caminhão Munk

Difusor posterior: Terceira parte

Page 61: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Difusor Posterior

Difusor posterior: Terceira parte

Suporte da terceira parte

Difusor posterior: Segunda parte

Page 62: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Difusor Posterior

Transporte do conjunto

Suporte da terceira parte do Difusor posterior

Difusor posterior: Terceira parte

Page 63: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Difusor Posterior

Difusor posterior: Terceira parte

Manobra para posicionamento da terceira parte do difusor

posterior

Page 64: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Difusor Posterior

Terceira parte do difusor posterior

Suporte da terceira parte

Difusor posterior totalmente montado e pré-

alinhado.

Difusor posterior: Segunda parte

Difusor Posterior: Primeira parte

Difusor posterior: Terceira parte

Page 65: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Ventilador

Amortecedor

Rotor c/ 8 pás (feito em material composto)

“Spinner” do rotor

O ventilador foi projetado e construído pela empresa TECSIS

Características:

• Potência = 200 hp• Vazão nominal = 80,4 m3/s• Rotação nominal = 890 rpm • Diâmetro = 2,10 m• Comprimento = 3,50 m• Pás no rotor = 8• Aletas retificadoras = 9

Page 66: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Ventilador

Carenagem do motor

Aletas retificadoras (9)

Dutos p/ ventilaçãoEletroduto p/ acionamento

e controle do motor

Motor do ventilador

Page 67: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Ventilador

Caminhão munk

Ventilador na área em frente ao laboratório Prof. feng

Transporte para a área de montagem

Page 68: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Ventilador

Manobras para a retirada do ventilador do caminhão munk

Difusor posterior: Segunda parte

Difusor anterior:

Ventilador

Ventilador

Page 69: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Ventilador

Carcaça do ventilador

Amortecedores

Ventilador ao lado do bloco de concreto

Difusor anterior Difusor posterior

Page 70: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Ventilador

Amortecedores

Ventilador sendo posicionado sobre o bloco de concreto

Ventilador

Difusor anterior:

Difusor posterior

NOTA: Peso do Ventilador = 3,5 ton.

Page 71: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Ventilador

Haste de segurança Estrutura do ventilador

Bloco de concretoSuporte do ventilador(amortecedor)

Função dos amortecedores – Reduzir vibração transmitida para a seção de testes

Detalhes da fixação do ventilador sobre o bloco de concreto.

Page 72: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Ventilador

Difusor anterior

Difusor posterior

ventilador

Ajustes finais e alinhamento do ventilador com o eixo do túnel de vento.

NOTA: Os pés ajustáveis dos suportes são usados para o alinhamento

Page 73: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Ventilador

Difusor anterior Difusor posteriorVão p/ colocação de junta flexivel

ventiladorSuportes do ventilador(amortecedores)

Câmara amortecedora

Page 74: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Ventilador

Difusor anterior junta flexivel

ventiladorSuporte do ventilador

(amortecedor)

Função da junta flexível

Minimizar a transmisssão da vibração

gerada no ventilador

Para a seção de testes, através do difusor anterior.

Page 75: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Ventilador

Difusor anterior

junta flexivel

ventiladorTela de proteção

Função da tela Evitar que as pás do

ventilador sejam danificadasEm caso de falha

estrutural do modelo.

Page 76: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Ventilador

Cabine de controle

Vista traseira do ventilador posicionado no túnel de vento

Flange de acoplamento do difusor anterior com a seção de testes

Vista frontal do ventilador posicionado no túnel

Page 77: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem das Aletas Diretoras da Câmara Amortecedora dos Efeitos do Vento Atmosférica

Parede interna

Aletas diretoras

Paredes externas da câmara amortecedora

Função de reduzir as flutuações do escoamento na seção de testes, causadas pelas variações de velocidade e direção

do vento atmosférico.

Porta de acesso à câmara amortecedora

Page 78: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem das Aletas Diretoras da Câmara Amortecedora dos Efeitos do Vento Atmosférica

Parede interna

Aletas diretoras

Paredes externas

Função das aletas diretoras

Parede interna

As aletas diretoras são arcos de circunferência: comprimento = 1m largura = 2 m

Defletir o escoamento no interior do túnel para cima

Page 79: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Construção do Difusor de Expansão Rápida

Telhas de alumínio

Difusor posterior Seção transversal quadrada: Aresta = 2,85 m

Final do difusor posterior

Início da câmara amortecedora

Câmara amortecedora dos efeitos do vento atmosférico Largura = 4,0 m Altura = 3,50 m

Difusor de Expansão rápida

Page 80: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Construção do Difusor de Expansão Rápida

Quadro fixado na câmara amortecedora

Este difusor foi projetado e construído pela equipe do ITA

Telhas de alumínio

Estrutura p/ superfície lateral

Estrutura p/ superfície superior

Page 81: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Construção do Difusor de Expansão Rápida

Quadro fixado na câmara amortecedora

Ajuste e fixação de chapas de ferro com 3 mm de espessura na estrutura de cantoneiras

Aletas diretorasEstrutura p/

superfície lateral

Chapa da superfície superior

Page 82: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Construção do Difusor de Expansão Rápida

Quadro fixado na câmara amortecedora

Quadro apoiado no difusor posterior

Chapas da superfície lateral

Final do difusor posterior

Page 83: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Construção do Difusor de Expansão Rápida

Vão entre as partes do túnel

Final do difusor posterior

Difusor de expansão rápida construído e pintado com tinta anti-ferrugem.

Difusor de expansão rápida

Page 84: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Construção do Difusor de Expansão Rápida

Difusor de expansão rápida

Difusor posterior

Região interna do difusor de expansão rápida, pintado com tinta anti-ferrugem (cor vermelha).

Chapa p/ fechamento do vão

Page 85: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Construção do Difusor de Expansão Rápida

Difusor de expansão rápida

Difusor posterior

Vista interna do túnel de vento. Em amarelo o difusor posterior e o ventiladorEm vermelho o difusor de expansão rápida

Chapa p/ fechamento do vão

Parte da equipe responsável pela construção do difusor de expansão rápida.

Page 86: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Construção do Difusor de Expansão Rápida

Difusor de expansão rápida

Difusor posterior

Vista externa do difusor de expansão rápida,

totalmente acabado

Chapa p/ fechamento do vão entre os difusores

Page 87: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem de Dispositivos AuxiliaresGabinete c/ eletrônicos

Eletroduto p/ os cabos de alimentação do ventilador

No interior do gabinete

Difusor anterior:

Ventilador

Controle da rotação do ventiladorinversor de freqüência

Page 88: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem de Dispositivos Auxiliares

O ventilador é alimentado com: tensão = 440 V (trifásico) corrente = 269 A.

Eletroduto p/ os cabos de alimentação do ventilador

Eletroduto p/ os cabos de controle

O controle da rotação é feito da câmara de ensaios

Inversor de freqüência

Page 89: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem de Dispositivos Auxiliares

Abertura p/ exaustão do ar de refrigeração

ventiladores

Dois ventiladores auxiliares promovem a refrigeração do

motor do ventilador do túnel de vento.

Caixa de ligação dos cabos de força Dispositivos de segurança

evitam o aumento excessivo de temperatura no motor do

ventilador do túnel

Page 90: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem de Dispositivos Auxiliares

Molde de isopor

Moldura metálica

NOTA 1: A abertura para a passagem do difusor foi selada com material composto

Material compostoDifusor anterior

NOTA 2: Moldura de metal pressiona uma tira de borracha na fronteira do material composto.

Page 91: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Vista Geral da Região Externa do Túnel de Vento

VentiladorDifusor posterior Difusor anterior

Câmara amortecedora dos efeitos do vento atmosférico

Laboratório Prof. FengPrédio Anexo

Page 92: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem do Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa do ITA

(Região Interna)

Região Externa

Região Interna

Roberto M. Girardi

São José dos Campos, Janeiro de 2003

Page 93: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem da Parte do Túnel de Vento Localizado na Região Interna

• Recebimento e armazenagem das partes do túnel de vento

• Montagem da seção de testes

• Montagem da contração (constituída por 2 partes)

• Montagem da câmara de tranquilização (constituída por quatro módulo)

• Montagem do bocal de entrada

Atividades Realizadas :

Page 94: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Recebimento e Armazenamento das Partes do Túnel de Vento

Suporte da contração

Partes da Câmara de tranquilização

Parte da Contração

Page 95: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Câmara de ensaio

Bloco de concreto para suportar uma balança aerodinâmica

Montagem da Seção de Testes

Piso falso da câmara de ensaio

Suporte da seção de testes

Page 96: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Seção de testes

Câmara de ensaio

Montagem da Seção de Testes

A seção de testes do túnel de vento é inserida na câmara de ensaio, através da abertura para o acoplamento da contração.

Características geométricas:

• Altura = 1 m• Largura inicial = 1,20 m • Largura final = 1,36 m. • Comprimento = 4,0 m

Seção de testes

Page 97: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Difusor anterior

Seção de testes

Montagem da Seção de Testes

Inserção da seção de teste para o interior da câmara de ensaio.

Suporte da seção de testes

Abertura para passagem da contração

Seção de testes

Page 98: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Fixação no suporte

Montagem da Seção de Testes

Seção de testes

Difusor anterior

Câmara de ensaio

Page 99: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Vista superior

Vista lateral

Montagem da Seção de Testes

Requisito do projeto da seção de testes

Facilitar e baratear a montagem de experimentos.

Janela na sup. inferior

Janela lateral direita

Janelas na superfície superior

Janelas da superfície lateral esquerda

Page 100: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Bloco de concreto

Câmara de ensaio

Montagem da Seção de Testes

Janela lateral direita

Bloco de concreto

Piso falso da seção de ensaio

Page 101: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Dobradiça da janela

Montagem da Seção de Testes

Janelas da superfície lateral esquerda possuem dobradiças na parte superior, de maneira a facilitar o acesso ao interior da seção de testes

Janelas de vidro Suporte da seção de testes

Janelas de vidro permitem:1. Visualização do escoamento2. Implementação de tecnologia

laser (PIV e LDA)

Page 102: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Janela metálica

Cabine de controle

Montagem da Seção de Testes

Janela da superfície lateral direita

Janelas de vidro

Page 103: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem da Seção de Testes

Abrigo para lâmpadas

Cantos da seção de testes

Janela metálica da superfície inferior

Page 104: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Bancada

Cabine de controle

Montagem da Seção de Testes

Prateleira superior

Piso falso da câmara de ensaios

Seção de testes

Interior da cabine de controle

Page 105: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Seção de testes

Montagem da Contração

A contração foi construída em duas partes e tem:

1. Razão de áreas de 10:12. Comprimento = 4,98 m

Contração – Primeira parte

Câmara de Ensaios: região externa

Contração

Câmara de Ensaios: região interna

Page 106: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem da Contração

Contração: Segunda parte

Contração: Vista interna

Contração: primeira parte

Entrada da ante-câmara

Page 107: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem da Contração

Vão entre as partes da contração

Contração: Segunda parte Contração:

Vista interna

Contração: primeira parte

Cantos suavizados

Page 108: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Cantos metálicos

Montagem da Contração

Região final da contração

Contração: Vista interna

Seção de testes

Ventilador

Page 109: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Vista externa

Vista interna da câmara de ensaio

Vedação da abertura para adaptação da contração na

câmara de ensaio.

Montagem da Contração

Material composto

Isopor usado como molde para fabricação de superfície de

material composto

Page 110: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Moldura metálica

Montagem da Contração

superfície de material composto

Fronteira

Moldura metálica pressiona uma borracha para garantir a vedação da

abertura para adaptação da contração na câmara de ensaio.

Page 111: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem da Câmara de Tranquilização

4o módulo

Page 112: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Montagem da Câmara de Tranquilização

4o módulo

3o módulo

Page 113: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

3o módulo

2o módulo

Montagem da Câmara de Tranquilização

4o módulo

Page 114: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

3o módulo

2o módulo

Montagem da Câmara de Tranquilização

4o módulo

1o módulo

Page 115: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Suporte na forma de cavalete

Montagem da Câmara de Tranquilização

Vigas longitudinais

Câmara de tranquilização: vista interna

Contração

Page 116: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Suporte tipo cavalete

Montagem da Câmara de Tranquilização

Vista interna

Portas de inspeção

Vista externa

Viga transversal do suporte

Page 117: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Primeiro elemento retificador

(colméia e tela)

Colméia e tela

A retificação do escoamento é feito na câmara e tranquilização através de:

• 1 colméia• 3 telas

Montagem da Câmara de Tranquilização

Page 118: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Emenda da colméia Instalação da colméia e sua moldura na câmara de tranquilização

Montagem da Câmara de Tranquilização

Vigas longitudinais

Câmara de tranquilização

Vigas longitudinais

Manter unidos os módulos da câmara de

tranquilização

Função

Page 119: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

TelasInstalação dos elementos retificadores na

câmara de tranquilização

Montagem da Câmara de Tranquilização

Telas

Colméia e Tela

Câmara de tranquilização: Vista lateral

Page 120: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

A forma do bocal de entrada foi desenvolvida especialmente.

Montagem do Bocal de Entrada

Minimizar a interferência do laboratório sobre o escoamento admitido pelo túnel de vento.

Motivo

Bocal de entrada parcialmente montado

Page 121: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Superfície superior

Superfície inferior

Montagem do Bocal de Entrada

Minimização da interferência com o teto do laboratório

Minimização da interferência com o piso do laboratório

Page 122: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

Câmara de tranquilização

Montagem do Bocal de Entrada

Vista frontal do bocal de entrada totalmente acabado

Vista de trás do bocal de entrada

Page 123: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

.

Vista Geral do Túnel de Vento(Região Interna)

Bocal de entrada Câmara de tranquilização Contração

Page 124: Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa

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Vista Geral do Túnel de Vento(Região Interna)

Entrada da câmara de ensaio

Bocal de entrada Câmara de tranquilização

Câmara de Ensaio