Numerical-experimental comparison of radial fans applied in pneumatic transport of agricultural fertilizer spreaders /Comparacao numerico-experimental de ventiladores radiais aplicados em transporte pneumatico de adubadores agricolas

This study presents a numerical and experimental comparison of two different types of radial fans used in an agricultural fertilizer spreader at a rotation of 4000 rpm. The numerical analysis was validated through experiments conducted on a test bench using a hot-wire anemometer for velocity measurements and a Pitot tube for pressure readings. A simulation of the agricultural fertilizer spreader was carried out after the experimental validation of the mathematical models of the radial fans on the test bench to evaluate the air distribution behavior along the application nozzles, which was compared to the experimental results. A turbulent mean-field was obtained using the Reynolds Averaged Navier Stokes (RANS) and the k-Epsilon turbulence model was used for two equations. The computational fluid dynamics software CFX 18.1 was used to solve the transport equations. Unstructured tetrahedral meshes generated by the ICEM CFD 18.1 software were used in all models. The applied method is adequate and able to reproduce the fluid-dynamic behavior of airflow in pneumatic systems of agricultural fertilizer spreaders, avoiding the need for prototypes. Key words: turbulence model, computational fluid dynamics, CFX, hot-wire anemometer, Pitot tube Este estudo apresenta um comparativo numerico-experimental de dois tipos de rotores radiais utilizados em um sistema de adubacao agricola a uma rotacao de 4000 rpm. Para validacao da analise numerica realizaram-se experimentos em uma bancada de testes utilizando um anemometro de fio quente para as medidas de velocidade e um tubo de Pitot para as tomadas de pressao. Apos a validacao experimental dos modelos matematicos dos rotores em bancada foi realizada uma simulacao do sistema de aplicacao do adubador agricola para avaliar o comportamento da distribuicao de ar ao longo dos bocais de aplicacao e comparado aos resultados experimentais. O campo medio turbulento foi obtido com a media de Reynolds (Reynolds Averaged Navier Stokes - RANS) e o modelo de turbulencia utilizado para o fechamento do conjunto de equacoes foi o modelo k-epsilon. O software da dinamica computacional do fluido CFX 18.1 foi utilizado para a obtencao das solucoes das equacoes de transporte. Em todos os modelos foram utilizadas malhas nao estruturadas tetraedricas geradas pelo software ICEM CFD 18.1. Verificou-se que a metodologia empregada e adequada e apta a reproduzir o comportamento fluidodinamico do escoamento de ar em sistemas de transporte pneumatico de