A estudante Andreza de Sousa Ribeiro, orientada pelo Prof. Emilio Ernesto Paladino, Dr.Eng., defenderá sua dissertação na próxima quarta-feira (23/09), às 9h, por videconferência. A defesa é vinculada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica.
Banca:
Prof. Emilio Ernesto Paladino, Dr.Eng. (Orientador/Presidente)
Prof. Julio Cesar Passos, Dr.
Prof. Jorge Luiz Goes Oliveira, Dr. (LEPTEN/UFSC)
Título: “Caracterização experimental da estrutura do escoamento em padrão de bolhas em uma seção convergente-divergente através de PIV e PTV”
Resumo:
Escoamentos bifásicos líquido-gás estão presentes em inúmeras aplicações industriais, em especial na indústria química e de petróleo e gás. Dentre os diversos padrões de escoamentos bifásicos líquido-gás, o escoamento em padrão de bolhas é um dos mais frequentemente encontrados em sistemas industriais e ocorre em baixas velocidades superficiais de gás, na qual a fase gasosa se encontra na forma de bolhas dispersas. Embora existam diversos trabalhos na literatura abordando o escoamento em padrão de bolhas em dutos, poucos autores têm dado atenção a esse tipo de escoamento em geometrias complexas como, por exemplo, dutos de seção variável e outras contrições, onde a mistura bifásica experimenta acelerações significativas. Assim sendo, o presente trabalho possui um caráter fundamental, e seu objetivo é compreender, através de um estudo experimental a estrutura do escoamento em padrão de bolhas em uma seção convergente-divergente que tem como principal característica a aceleração local experimentada por ambas as fases, assim como avaliar a estrutura da turbulência nesse escoamento. Duas técnicas de medição foram usadas para obter informações de ambas as fases. A velocidade da fase líquida foi medida pela técnica de Velocimetria por Imagem de Partículas, utilizando partículas traçadoras fluorescentes (PIV/LIF). Na fase gasosa foi utilizada a Velocimetria por Rastreamento de Partículas (PTV), para obter as velocidade medias das bolhas dispersas. A presença das bolhas dispersas introduz enviesamento nas medidas das velocidades da fase líquida através do PIV/LIF, devido à reflexão da luz emitida pelas partículas nas interfaces. Desta forma, foi empregado o método de discriminação de fases para remover a contribuição da fase gasosa dispersa nos resultados da velocidade do líquido, baseado na analise das imagens de PIV e detecção das regiões ocupadas pela fase gasosa. Este algoritmo foi desenvolvido no grupo de pesquisa e adaptado para a geometria utilizada neste estudo. Os resultados mostraram que a presença da fase dispersa tem forte influência sobre o campo de velocidade da fase líquida, mudando completamente a estrutura do escoamento em relação ao caso monofásico. Esse efeito se torna mais evidente para menores velocidades superficiais da fase líquida. Nestes casos, observou-se uma mudança significativa, da estrutura do escoamento após a saída da seção convergente-divergente. Nos casos de maiores velocidades superficiais de líquido, foi observado que as fases recuperam parcialmente as velocidades após a seção divergente. Além disso, há um aumento significativo nas flutuações de velocidade no escoamento de bolhas, ao compará-lo com o escoamento monofásico, sendo mais intenso na seção divergente, onde há um gradiente de pressão adverso.
Palavras-chave: Escoamentos Acelerados; Escoamento de Bolhas; PIV; PTV