Estudo de perda de pressão – Gerador.

A importância dos grupos electrogéneos

Num centro de dados, os grupos electrogéneos são a última linha de defesa em caso de falha da alimentação principal. O seu funcionamento ótimo garante a continuidade das operações mesmo em caso de corte de energia.

No entanto, o desempenho destes grupos pode ser comprometido por vários fatores, nomeadamente as perdas de pressão nos locais onde estão instalados. Um estudo aprofundado é, portanto, de importância capital para assegurar a disponibilidade e a fiabilidade dos grupos e, por extensão, do centro de dados no seu conjunto.

Como caracterizar as perdas de pressão

A energia de um volume de ar exprime-se como uma soma de pressões, constituindo a pressão total:

• 1

  Pressão devida ao peso da coluna de ar: ρgh.

• 2

  Pressão dinâmica ligada à velocidade do ar: ρv²/2.

• 3

  Pressão estática ligada à pressão interna do ar: P.

A perda de pressão de um componente é a diferença entre as pressões totais à sua entrada e à sua saída. Deve-se às resistências encontradas pelo ar ao atravessar os elementos da rede (condutas, curvas, registos, grelhas…). Nos grupos electrogéneos, silenciadores instalados a montante e a jusante limitam as perturbações sonoras, mas geram importantes perdas de pressão adicionais.

Porquê realizar um estudo CFD?

Os estudos CFD de perdas de pressão permitem uma modelação numérica detalhada dos escoamentos e fornecem informações cruciais sobre as zonas de perda de pressão, de turbulência e de estagnação. Permitem identificar os pontos fracos, otimizar a conceção e prever o efeito de modificações antes da sua implementação física, um método económico.

De onde vêm as perdas de pressão?

A maioria das perdas de pressão nas linhas de extração dos grupos electrogéneos são perdas de pressão singulares, causadas por mudanças bruscas de geometria (curvas, estreitamentos, alargamentos):

• A

  Formação de turbilhões e zonas de turbulência, as mudanças bruscas perturbam o escoamento e provocam perdas de energia.

• B

  Aceleração e desaceleração do escoamento, a passagem entre secções largas e estreitas converte a energia cinética em pressão.

• C

  Atrito nas paredes, as irregularidades de superfície aumentam a resistência ao escoamento.

Estas perdas podem ser reduzidas por uma conceção adaptada das condutas: ligações lisas e transições progressivas entre secções.

Simulação numérica das perdas de pressão

O modelo 3D do local técnico foi criado a partir das plantas e do modelo 3D do processo: grupos electrogéneos, silenciadores, chaminés, condutas e plénuns foram representados fielmente, respeitando a sua localização real.

As velocidades e pressões resultantes das simulações são analisadas para calcular as perdas de pressão de cada local, avaliando as variações de pressão total ao longo do caminho de ar.

Impacto dos silenciadores

Os silenciadores reduzem consideravelmente o nível de decibéis à saída da conduta. Mas a passagem do ar através destes dispositivos aumenta as perdas de pressão (obstrução, mudanças bruscas de direção, turbulência). É preciso, portanto, encontrar o bom equilíbrio entre redução acústica e redução das perdas de pressão.

Otimização das condutas GE para limitar as perdas

A configuração dos locais provocava perdas de pressão excessivas. Foram modificadas para reduzir a resistência ao escoamento, nomeadamente nos silenciadores e na conduta de rejeição. Foram instalados defletores para tornar as mudanças de direção menos bruscas.

Graças a estas modificações, as perdas de pressão foram reduzidas em mais de 50 %. Esta redução assegura um funcionamento eficaz dos grupos e permite velocidades de ar mais elevadas à saída da conduta, reduzindo os fenómenos de circuito fechado com os refrigeradores de ar em cobertura.