Navier–Stokes 2.2 — CFD e laboratório de tubos e conexões

Verificação contra soluções conhecidas

Presets fixos do mesmo núcleo, independentes dos ajustes ativos do simulador. Resultados e tolerâncias ficam explícitos; a aprovação não certifica automaticamente seu projeto.

Escopo da execução

Nenhum teste executado nesta sessão.

Richardson e GCI — três resultados de malha

Informe o mesmo indicador em três malhas de razão constante. A calculadora não executa as simulações automaticamente.

Malha fina

Malha média

Malha grossa

Razão de refinamento r

LABORATÓRIO LOCAL · 3D

Tubos e conexões

Uma peça de cada vez. Perdas de energia, forças e momentos do fluido.

01 Geometria e material

Nome do estudo

Peça / trecho local

Material

Diâmetro interno D₁ (mm)

Rugosidade ε (mm)

Diâmetro interno D₂ (mm)

Diâmetro da derivação (mm)

Tubo de entrada (m)

Tubo de saída (m)

Tubo na derivação (m)

Comprimento da conexão (m)

Raio de eixo R/D₁

Ângulo da curva (°)

Rotação do plano da peça (°)

0°: plano horizontal XY. 90°: plano vertical XZ. Gravidade em −Z global.

Informe diâmetros internos reais, não apenas DN. Paredes rígidas; espessura, SDR, deformação e resistência não são calculados.

02 Fluido e condições de corte

Vazão de entrada (L/s)

Pressão na saída 1 (kPa)

Pressão manométrica, relativa à pressão externa. Necessária para as forças. Não altera o escoamento incompressível apenas por mudar sua referência.

Massa específica ρ (kg/m³)

Viscosidade μ (mPa·s)

Temperatura registrada (°C)

Perfil de entrada

Valores iniciais aproximados de água a 20 °C. Ao mudar fluido/temperatura, informe ρ e μ correspondentes; não são atualizados automaticamente.

Vazão para derivação (%)

A divisão é prescrita. A pressão da saída direta é a referência; a pressão na derivação é calculada, não imposta igual.

03 Malha e método

Células no diâmetro D₁

Advecção

Modelo submalha

CFL

Máximo de iterações / projeção

Tolerância de divergência (adimensional)

MAC 3D · SSP-RK3 · MG-PCG. Parede cartesiana em escada. Máximo de 650 mil células na caixa. Não é cut-cell. Aumente os trechos de entrada/saída e refine para avaliar sensibilidade.

04 Referência de momentos

X (m)

Y (m)

Z (m)

Coordenadas globais. Regra da mão direita. Origem: início da curva/redutor ou centro da junção do tê.

TUBOS E CONEXÕES · NOVO MÓDULO

Estudo local

Configure a peça

Gere a geometria para visualizar as seções e iniciar o cálculo. Os outros simuladores permanecem independentes.

Arraste para girar · traçadores ilustrativos sobre o campo disponível

Campo Paleta Traçadores Seções da conexão

Resultados do campo calculado

Escopo

As seções de corte delimitam a peça. Resultantes incluem o peso do fluido, não o peso do tubo nem reações de apoios.

Forças e momentos

Ação do fluido sobre a parede molhada do escopo selecionado. A equilibrante é a resultante oposta necessária para balancear somente essa ação; não distribui cargas por apoios, juntas ou flanges.

Perdas e qualidade do cálculo

h e K usam energia total média ponderada pela vazão. Diferença de pressão estática não é, por si só, perda de carga de um redutor.

Seções de medição

Evolução temporal

Curvas de K da conexão e do conjunto. Oscilações/transientes não devem ser confundidos com um valor de perda permanente.

Comparação hidráulica independente

O material não cria uma rugosidade fictícia no CFD. A comparação usa ε editável no fator de Darcy. Os campos numéricos assumem parede lisa rígida; não usar este módulo como validação de perdas turbulentas comerciais.

Comparação entre estudos / malhas

Registre resultados após estabilização para comparar resoluções ou parâmetros. Não há declaração automática de independência de malha.

Método, hipóteses e limites deste módulo

O motor incompressível 3D da versão 2.1 é reutilizado com domínio interno parametrizado e portas em qualquer orientação. A vazão total e a divisão do tê são prescritas. Os perfis axiais de saída são extrapolados, limitados ao sentido de saída e normalizados para a vazão imposta. Refluxo na boca externa não é modelado; aumente o prolongamento quando houver separação próxima ao corte. A pressão é resolvida a menos de uma constante e ancorada na saída 1.

Perda de carga: H = ⟨p/ρ + |v|²/2 + gz⟩_vazão/g. Para o tê, a perda global usa a energia ponderada das duas saídas; também são mostradas diferenças por caminho. K = 2gΔH/V₁², sempre com V₁ nominal na entrada. As portas da peça podem ficar em escoamento não desenvolvido: K entre esses cortes não é um K universal de catálogo.

Forças: F = −d(∫ρv dV)/dt − ∫_portasρv(v·n)dA − ∫_portaspn dA + ∫_portasτn dA + ∫ρg dV. Os momentos aplicam r × a cada parcela; o termo de armazenamento de momento angular também é incluído. A normal sai do volume de fluido. A pressão usada é manométrica relativa à externa.

Geometria: diâmetros internos; curvas de seção circular e raio de eixo definido; tê ideal de interseção de cilindros; redutor/expansão concêntricos; luva ideal de passagem parametrizada. Não são réplicas dimensionais de catálogo. O tê central é cortado a ±max(0,75D₁; 0,75D_ramal) no eixo e à mesma distância na derivação. Curvas/redutores são cortados em suas extremidades nominais.

Validade: líquido monofásico newtoniano, incompressível e isotérmico; parede estacionária rígida, sem escorregamento. Sem cavitação, ar aprisionado, deformação/viscoelasticidade do PEAD/PVC, transientes de pressão, golpe de aríete, FSI ou cálculo estrutural. A temperatura é um registro; informe propriedades coerentes.

Precisão: superfície em escada, inclusive cortes oblíquos. O erro de área é apresentado; pressão e forças são sensíveis a essa aproximação. Refinar a malha e ampliar os prolongamentos é indispensável. Modelos submalha em Re alto são exploratórios; rugosidade não é resolvida. Reações em apoios reais exigem outro modelo, não incluído.

Persistência: projetos JSON contêm configuração e campos para retomar o cálculo. Arquivos do módulo não substituem os projetos dos outros menus. Todo o processamento continua no navegador, com Worker Blob e sem serviços externos.