Análise prática de hélices toroidais prototipadas em manufatura aditiva por estereolitografia

Abstract

Hélices são partes comuns em diversos dispositivos do dia a dia, como aviões, ventiladores e drones.  Mediante o movimento de rotação, esses equipamentos são capazes de deslocar uma quantidade de ar significativa tornando possível operações como voo de aeronaves e refrigeração de ambientes, no entanto, as suas características de funcionamento ne, sempre estão acorde as regulamentações brasileiras sobre tudo os referentes ao nível de ruido. Nesse contexto varios autores (Zakaria et al, 2020); (Jiang et al, 2022); (Chien et al, 2022) e (Gabriel & Simion, 2023) coincidem em tar estudos analisando a incidência de vários fatores como potência, geometrias das hélices assim como o uso da hélice de tipo toroidal em drones. Neste artigo é apresentada resultados que investigan a eficácia das hélices toroidais, comparando-as com hélices comerciais em "cooler fans" de computadores, focando especialmente na redução de ruido. O objetivo é atender às normas regulamentadoras de níveis de ruído em ambientes laborais e habitados.   Utilizando    uma impressora 3D do tipo SLA, foram fabricadas hélices toroidais com perfil aerodinâmico NACA 4412, testadas em diferentes rotações para medir vazão e ruído. Os resultados salientam a necessidade de aprimorar a modelagem e simulação dessas hélices utilizando ferramentas de fluidodinâmica computacional para otimizar parâmetros como área de superfície e comprimento da corda do perfil aerodinâmico; o que ajuda a entender que apesar do potencial das hélices toroidais para a redução de ruído, estudos futuros devem focar em modelagem e simulação avançadas para alcançar um desempenho significativo.