Análise experimental do jato do gasper em cabine de aeronave utilizando velocimetria por imagem de partícula (2020)
- Authors:
- Autor USP: GOUVEIA, JOÃO HENRIQUE ANTONIAZZI DE - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PME
- Subjects: AERONAVES; SISTEMAS DE VENTILAÇÃO; AR CONDICIONADO
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: O número de pessoas que utilizam os aviões como meio de transporte aumenta a cada ano, e estima-se que dentro de 17 anos o mercado aéreo deva dobrar. Dessa forma, é necessário aprimorar a distribuição de ar dentro das cabines para fornecer aos passageiros um ambiente seguro, confortável e saudável. O sistema de ar condicionado da maioria das aeronaves comerciais é composto por um sistema principal, que opera pelo princípio de ventilação por mistura, e um sistema de ventilação personalizada. O sistema principal é responsável por fornecer um fluxo contínuo de ar na região da respiração dos ocupantes, composto por uma mistura do ar externo comprimido pelo motor e ar recirculado. Além disso, cada passageiro tem a sua disposição um sistema de ventilação denominado gasper. A maioria dos estudos no sistema de ventilação das cabines focam no escoamento produzido pelo sistema de ventilação principal. Porém, estudos de campo demonstram que 60% dos passageiros utilizam o gasper, e preferem manter a válvula parcialmente aberta ou redirecionar o jato para longe da cabeça, pois a forte corrente de ar causa desconforto. Assim sendo, há uma demanda para caracterizar o escoamento desse dispositivo propiciando futuros aprimoramentos. Este trabalho tem como objetivo estudar experimentalmente o jato do gasper no interior de um modelo real de cabine utilizando a velocimetria por imagem de partículas (PIV). Foram testados quatro casos experimentais, utilizando duas vazões e duas aberturas da válvula gasper. Na técnica utilizada, a velocidade é calculada pelo deslocamento mais provável de um grupo de partículas dividido pelo intervalo entre os quadros. No caso do gaspers, as velocidades observadas variam significativamente no campo, o que dificulta a determinação do melhor intervalo entre as imagens e aumenta o erro. Por isso, foi observadoque tempos mais baixos representam melhor o núcleo do jato enquanto o ambiente externo necessita de intervalos mais elevados. Em sequência, foi realizada uma análise das incertezas, e notou-se que aquela relativa à estimativa do deslocamento das partículas é superior ao descrito na literatura. As imagens capturadas demonstram a complexidade do escoamento de ar ao redor do gasper, mas o decaimento da velocidade da linha central do jato em sua região totalmente desenvolvida é similar ao que ocorre em um jato redondo, assim, este estudo propôs equações empíricas que preveem o desenvolvimento do jato de acordo com abertura da válvula. Os resultados indicam que não só a velocidade é influenciada pelo sistema de ventilação por mistura como também a trajetória do jato. Além disso, a reconstrução do volume de medição mostra que a seção transversal do jato se aproxima de uma forma circular, assim, o cálculo da vazão de ar local indica que o ar entregue na zona de respiração do passageiro é majoritariamente fornecido pelo sistema de ventilação por mistura. Desta forma, o atual sistema demanda melhorias visto que o passageiro está sujeito a um jato de ar de alta velocidade e grande arraste de ar do ambiente.
- Imprenta:
- Data da defesa: 21.02.2020
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ABNT
GOUVEIA, João Henrique Antoniazzi de. Análise experimental do jato do gasper em cabine de aeronave utilizando velocimetria por imagem de partícula. 2020. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2020. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-03092020-131849/. Acesso em: 24 abr. 2024. -
APA
Gouveia, J. H. A. de. (2020). Análise experimental do jato do gasper em cabine de aeronave utilizando velocimetria por imagem de partícula (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-03092020-131849/ -
NLM
Gouveia JHA de. Análise experimental do jato do gasper em cabine de aeronave utilizando velocimetria por imagem de partícula [Internet]. 2020 ;[citado 2024 abr. 24 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-03092020-131849/ -
Vancouver
Gouveia JHA de. Análise experimental do jato do gasper em cabine de aeronave utilizando velocimetria por imagem de partícula [Internet]. 2020 ;[citado 2024 abr. 24 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-03092020-131849/
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