Estudo do comportamento do fluxo granular em linhas de pressão para Shot Peening. - Mashiba, Robinson Imaiti (2019)
Nesta dissertação, desenvolveram-se modelos numéricos do escoamento bifásico sólido-gás ao longo de um trecho de uma linha de transporte pneumático constituída por um segmento de duto ligado a um bocal venturi. Esses componentes são elementos essenciais de equipamentos utilizados em aplicações de shot peening e de peen forming, a primeira delas voltada ao aumento da resistência à fadiga de peças metálicas e a segunda à conformação de placas e painéis metálicos. Ambos esses processos, bastante utilizados na indústria aeronáutica, baseiam-se na aplicação de um jato de particulado sólido à peça alvo do processo. Os impactos das partículas induzem a formação de uma fina camada plástica que gera um campo de tensões compressivas capazes de reduzir as tensões de tração e também de encurvar a placa ou painel. Os modelos numéricos do escoamento de granalhas desenvolvidos nesta dissertação tiveram como propósito estimar, para diferentes condições operacionais do equipamento, o campo de velocidades na seção de saída do bocal e, assim, contribuir para o desenvolvimento de um método científico de planejamento de processos de shot peening e peen forming. Durante a análise e desenvolvimento dos modelos, adotou-se uma abordagem Euler - Lagrange associada a acoplamentos de fases de uma e de duas vias. Esses modelos foram devidamente validados contra resultados experimentais publicados na literatura. Dentre os dois tipos de acoplamento implementados, o acoplamento de uma via foi o que apresentou maior adesão aos resultados experimentais. É importante destacar que os modelos propostos nesta dissertação poderão ser utilizados para gerar campos de velocidade de particulado sólido sob distintas condições operacionais do equipamento de shot peening desde que estas correspondam a adimensionais relevantes do escoamento compatíveis com as hipóteses adotadas nos modelos.