Desenvolvimento da técnica de tinta sensível a pressão (PSP) para medidas de campos de pressão em modelos aerodinâmicos.

• Autor(a) principal: Mauricio Pedrassi
• Data de Publicação: 2009
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA
• Texto Completo: http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=907
• topic: Tintas sensíveis à pressão; Medidas de pressão; Jatos de ar; Incerteza de medição; Revestimento; Aerodinâmica; Engenharia química

Uma técnica óptica de medidas de pressão conhecida por Tinta Sensível à Pressão (Pressure Sensitive Paint -PSP) surge na década de 80 para revolucionar as medidas de campo de pressão. Já muito desenvolvida nos grandes centros de pesquisa do mundo, fornece resultados com boa precisão e alta resolução espacial, o grande avanço em relação às tomadas de pressão convencionais. Desde seu surgimento o desenvolvimento da técnica PSP é contínuo, contando com grandes conquistas na formulação das tintas, mas o seu crescimento deve-se principalmente aos avanços tecnológicos em equipamentos como as câmeras CCD e os computadores que permitiram adquirir imagens em grande quantidade e com precisão, além da facilidade e rapidez no tratamento de dados. O objetivo principal deste trabalho é entender o funcionamento da técnica PSP e aplicá-la desenvolvendo procedimentos experimentais para o Laboratório FENG, complementando suas técnicas de medidas de pressão. O trabalho foi dividido em duas partes, onde primeiramente trabalhou-se com as calibrações a priori avaliando-se o sistema PSP, principalmente o comportamento da tinta. Nesta fase verificaram-se algumas limitações do aparato experimental, como a baixa coleção de elétrons pela câmera CCD o que interfere diretamente na incerteza final das medidas, introduzindo um erro mínimo de 0,74% nas medidas de intensidade luminosa. E a dependência da tinta PSP à temperatura, o que também influencia em grande parte os resultados das medidas dos campos de pressão. Numa segunda fase realizaram-se experimentos com um jato de ar inclinado atingindo uma placa plana e os resultados foram comparados aos de tomadas de pressão convencionais distribuídas ao longo da placa. As maiores variações de pressão medidas na placa ficaram entre 3000Pa à 5500Pa e forneceram resultados em relação as medidas brutas do sistema PSP com incerteza absoluta na ordem de 1000Pa ( 25%). Quando foi utilizado para comparação das medidas o resultado do sistema PSP suavizado por um filtro mediana, bastante representativo das medidas brutas, as incertezas diminuíram para cerca de aproximadamente 400Pa ( 10%), chegando a um mínimo de 225Pa ( 3%). Um resultado bastante aquém comparado com incertezas absolutas da ordem de 22Pa já obtidas por pesquisadores no exterior. Esses resultados mostraram que ainda há muito a se fazer para obter-se medidas de pressão precisas com o sistema PSP para fluxos de baixa velocidade. Essa melhora demanda principalmente investimentos no aparato experimental, tornando-o cada vez mais sensível e capaz de medir pequenas variações nas intensidades luminosas decorrentes de pequenas variações de pressão próximas a pressão atmosférica. Um resultado importante e que pode ser usado na prática são os mapas de pressão fornecidos pela alta resolução espacial do método e que apesar das incertezas envolvidas nas medidas descrevem bem o comportamento do fluxo de ar decorrente do escoamento medido.