A dissertação defendida por Pedro Magalhães de Oliveira junto ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica da UFSC foi contemplada com o Prêmio ABCM/Embraer 2014, concedido pela Associação Brasileira de Engenharia e Ciências Mecânica. A dissertação, intitulada “On Air-Water Two-Phase Flows in Return Bends”, foi escolhida como o melhor trabalho no nível de Mestrado em Engenharia Mecânica, tendo concorrido com as indicações dos programas de pós-graduação de todo o país na área. O trabalho de Pedro Magalhães foi orientado pelo Prof. Jader Riso Barbosa Junior.
A comissão responsável pela escolha reuniu-se na sede da ABCM, no Rio de Janeiro, no dia 17/10/2014 e foi composta por nomes renomados na área. Compuseram a mesa os professores Aristeu da Silveira Neto, Armando Miguel Awruch, Eve Maria Freire de Aquino, João Luiz Filgueiras de Azevedo, Luís Fernando Figueira da Silva, e o representante da Embraer, Dr. Olympio Achilles de Faria Mello.
Também foram premiados o melhor trabalho de conclusão de curso de graduação “Dinâmica de Bolhas em Meio Magnético: Formulação, Modelagem e Controle”, de autoria de Sara Malvar Mauá, da UnB. Na categoria, recebeu menção honrosa o trabalho “Projeto de Triciclo Destinado à Prática de Atividades Fisioterapêuticas”, de autoria de Henrique Zenker dos Santos, da UNISINOS. A dissertação “Parâmetros Térmicos de Solidificação, Microestrutura e Resistência Mecânica de Ligas Eutéticas Sn-0,7%Cu-(xNi)”, de autoria de Bismarck Luiz Silva, da UFSCar, recebeu menção honrosa pela comissão. Foi premiada ainda a melhor tese de doutorado, intitulada “Micromecânica e Microhidrodinâmica de Suspensões Magnéticas”, de autoria de Rafael Gabler Gontijo, da UnB. Recebeu menção honrosa na categoria a tese “Desempenho Termodinâmico do Corpo Humano e seus Subsistemas. Aplicações à Medicina, Desempenho Esportivo e Conforto Térmico”, de autoria de Carlos Eduardo Keutenedjian Mady, da USP, São Paulo.
O TRABALHO
Escoamentos bifásicos em singularidades são encontrados em diversas aplicações das Ciências Térmicas, como trocadores de calor e equipamentos de separação. Na dissertação Escoamento bifásico ar-água em curvas de 180o, foram realizados experimentos para estudar a influência da singularidade (raio de curvatura, orientação do escoamento) sobre parâmetros de projeto como a queda de pressão por atrito e a variação da fração de vazio na curva. Filmagem em câmera lenta foi empregada a fim de elucidar fenômenos de intermitência e reversão do escoamento, típicos de escoamentos bifásicos, na região da curva. O desenvolvimento hidrodinâmico do escoamento bifásico a montante e a jusante da singularidade também foi investigado, sendo este um assunto intensamente debatido na literatura recente.
O projeto contou com o apoio financeiro do CNPq (Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia) e da Rede Temática de Escoamentos Multifásicos do CENPES/Petrobras, cenário de uma frutífera colaboração técnico-científica com a Universidade Tecnológica Federal do Paraná em técnicas experimentais para escoamentos multifásicos.
SEUS FRUTOS
Um vídeo contendo uma compilação dos fenômenos observados está disponível em:http://vimeo.com/pedromo/airwater-returnbends
Além de congressos nacionais e internacionais, os resultados da dissertação foram publicados em dois artigos no Int. Journal of Multiphase Flow, periódico de maior prestígio na área de escoamentos multifásicos:
DE OLIVEIRA, P.M.; BARBOSA Jr., J. R. Pressure drop and gas holdup in air-water flow in 180o return bends. Int. Journal of Multiphase Flow, v. 61, p. 83-93, 2014. Listado como #10 na lista “The Most Downloaded Articles from ScienceDirect (IJMF) in the Latest 90 Days”, em 20 de Maio de 2014; Download.
DE OLIVEIRA, P.M.; STRLE, E.; BARBOSA Jr., J. R. Developing air-water flow downstream of a vertical 180o return bend. Int. Journal of Multiphase Flow, 2014. (accepted, in press).Download.
On Air-Water Two-Phase Flows in Return Bends (Escoamento bifásico ar-água em curvas de 180º)
Autoria: Pedro Magalhães de Oliveira
Orientação: Prof. Jader Riso Barbosa Jr.
Resumo
Tubulações com curvas de 180° são frequentemente encontradas na indústria em aplicações envolvendo escoamentos bifásicos, como trocadores de calor e dutos de transporte. Nestes equipamentos, o escoamento gás-líquido sofre um efeito centrífugo devido à curva, que tende a separar ambas as fases. A influência deste tipo de singularidade é ainda mais intensa quando a curva é posicionada na vertical, pois o escoamento é sujeito a uma complexa combinação de forças: centrífuga, atrito e gravitacional. Ainda, o efeito resultante depende de parâmetros do escoamento, como sentido (ascendente ou descendente), curvatura, vazões e propriedades físicas. Devido à ação combinada das forças, o escoamento apresenta na curva um comportamento distinto daquele observado em tubos retos, sendo a sua investigação o principal objetivo deste estudo. Mais especificamente, este propõe-se a caracterizar o escoamento bifásico ar-água em uma curva de 180° que conecta dois tubos retos de 5,5 m e diâmetro de 26,4 mm. A curva é posicionada na vertical e o escoamento pode ser imposto nos sentidos ascendente e descendente. Inicialmente, o comportamento da pressão estática a montante e a jusante da curva foram medidos em inúmeras condições de escoamento, bem como a queda de pressão e a variação da fração de vazio entre a entrada e a saída da curva. O comportamento das fases na curva foi observado com uma câmera de alta velocidade, ilustrando aspectos particulares do escoamento bifásico na curva em ambos sentidos. Experimentos foram conduzidos para curvaturas 2R/d de 6,1, 8,7 e 12,2 nos sentidos de escoamento ascendente e descendente. As velocidades superficiais das fases foram determinadas entre 0,2 e 40 m/s para o ar, e em 0,05, 0,2 e 1 m/s para a água. A partir da medição de queda de pressão total na curva e da variação da fração de vazio, avaliou-se somente a parcela irreversível da queda de pressão na curva, resultando em uma correlação empírica. Em uma segunda parte, a fração de vazio foi medida em 12 pontos posicionados a montante e a jusante da curva, compreendendo os regimes em tampões, em golfadas e anular, nas direções ascendente e descendente, possibilitando uma melhor compreensão acerca da influência da curva no escoamento, além de permitir avaliação dos parâmetros do escoamento ao longo do eixo da tubulação.
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fonte: polo.ufsc.br
