Simulação numérica fluidodinâmica do escoamento dos gases no silencioso de um escapamento automotivo utilizando o ANSYS

Abstract

O sistema de exaustão do veículo automotivo é um dos sistemas periféricos de importante relevância, visto que são responsáveis por conduzir os gases resultantes da combustão, devidamente tratados e filtrados para amenizar o efeito estufa. Este, é um assunto que está em destaque no mundo, sendo pautas de conferências mundiais de meio ambiente perante ao aumento gradativo da temperatura média global. Diante dessa situação e também dispondo do estágio realizado em uma multinacional do setor automotivo, com a fabricação do escapamento dentro de seu portfólio, este trabalho visa demonstrar a fluidodinâmica dos gases dentro do silencioso de um escapamento automotivo. O estudo da mecânica dos fluidos, no geral, e da dinâmica dos fluidos computacional e também do software Ansys, permitiram a visualização do comportamento do fluido, na qual é observado a redução da pressão dentro das câmaras ao longo do escoamento, a redução da velocidade do fluido perto das paredes do tubo interno, maiores vetores de tensão de cisalhamento próximos aos furos dos tubos, perfis de velocidade de entrada e saída do volume de controle e também zonas de recirculação. Portanto, este trabalho proporcionou reprodutibilidade da análise feita para os outros componentes do escapamento e também para aplicações similares.

The exhaust system of automotive vehicle is one peripherals systems of high relevance, since it’s responsible of conducting the resulting gases of combustion, duly treated and filtered to ease the greenhouse effect. This is a subject stand out in the world, on the agenda of environment world conferences facing gradual increase in global average temperature. Facing this situation and also having the internship carried out in a multinational company of automotive sector, with the manufacture of exhaust system on it’s portifolio, this article aims to demonstrate the fluid dynamics of gases inside the muffler of an automotive exhaust. The study of fluid mechanics, in general, and computational fluid dynamics and the Ansys software, allowed the visualization of the fluid behavior, which is observed the reduction of pressure inside the chambers along the flow, the reduction of the fluid velocity near the walls of the inner tube, higher shear stress vectors near the tube holes, inlet and outlet velocity patterns of the control volume and also recirculation zones. Therefore, this work provided reproducibility of the analysis made to the other components of the exhaust and also for similar applications.