[pt] ESTUDO NUMÉRICO DA EVOLUÇÃO DE PERTURBAÇÕES NO ESCOAMENTO ESTRATIFICADO GÁS-LÍQUIDO EM TUBULAÇÕES HORIZONTAIS

• Autor(a) principal: THIAGO HANDERSON TORRES EDUARDO
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Outros
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell)
• Texto Completo: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=35540@1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=35540@2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.35540
• topic: [pt] SIMULACAO NUMERICA; [pt] KELVIN- HELMHOLTZ; [pt] TAXA DE AMPLIFICACAO; [pt] INSTABILIDADE HIDRODINAMICA; [en] NUMERICAL SIMULATION; [en] KELVIN- HELMHOLTZ; [en] AMPLIFICATION RATE; [en] HYDRODYNAMIC INSTABILITY

[pt] A estabilidade do escoamento estratificado de ar e água, sujeito a perturbações periódicas no nível de líquido, é investigada numericamente em um duto horizontal. Selecionou-se o Modelo de Dois Fluidos unidimensional para a simulação do escoamento. As equações de conservação de massa e de quantidade de movimento linear para as fases gás e líquido são discretizadas de acordo com o método dos Volumes Finitos. O acoplamento entre as equações é resolvido sequencialmente com uma versão modificada do método PRIME. Perturbações no nível de líquido foram introduzidas de maneira controlada na entrada da tubulação. A evolução dessas perturbações, ao longo da tubulação, é analisada e os resultados são comparados com as previsões fornecidas por um modelo baseado na teoria linear de Kelvin-Helmholtz. A velocidade de propagação, a frequência e o número de onda das perturbações apresentam excelente concordância entre a simulação e modelo, indicando que, de fato, ambas abordagens são capazes de prever características fundamentais dessas ondas. As taxas de crescimento previstas pelo modelo e as obtidas na simulação, também, foram comparadas apresentando razoável concordância. Os resultados mostram que a frequência da perturbação tem influência na taxa de amplificação e que ondas com frequências mais altas tendem a serem mais instáveis. Para tubulações longas, efeitos não lineares podem ser observados em regiões afastadas da entrada da tubulação. Nesse estágio é possível observar alterações no mecanismo de crescimento das perturbações.