Projeto e simulação de um cortador de material a jato de água para uso industrial

Resumo

O Corte abrasivo do WaterJet (AWJ) é uma tecnologia moderna que tem a capacidade de cortar qualquer tipo de material sem produzir áreas afetadas termicamente (ZATs), já que nenhuma entrada de calor é gerada durante ele. Este projeto mostra e estuda, por meio da dinâmica dos fluidos computacionais (CFD), o comportamento da água e das partículas abrasivas utilizadas para este tipo de cortes no desenho da máquina, a fim de demonstrar a viabilidade do projeto proposto. Esta análise utiliza o modelo de turbulência k-a, uma vez que, na frente de outros modelos, é melhor acoplado ao fenômeno a ser avaliado e gera um menor consumo de recursos computacionais; também executa a configuração de uma mistura de fluidos e a criação de uma partícula de arrasto sólido e impacto. Para o desenho do jato d'água, foram examinadas várias peças comerciais e artigos relacionados ao tema, a fim de selecionar as medidas e materiais adequados, contando com peças padronizadas que são facilmente obtidas com fornecedores e empresas, em sua maioria fabricantes nacionais, a fim de criar uma máquina que responda às necessidades das pequenas e médias indústrias do país. Este estudo demonstra a viabilidade do desenho da máquina de corte sustentada com diferentes tipos de cálculos hidráulicos específicos para este tipo de máquinas hidráulicas, atingindo velocidades de fluidos ideais que conseguem acelerar a partícula suficientemente de acordo com pesquisas anteriores e comportamento de trabalho ideal durante simulações realizadas sob um teste de diferentes variáveis utilizando as características do material mais próximo ao abrasivo utilizado neste tipo de cortes, o granato.