Estudo do efeito do diâmetro da tubulação em escoamentos bifásicos horizontais ar-água

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Felipe Jaloretto da, 1982-
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1635672
Resumo: Orientador: Marcelo Souza de Castro
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spelling Estudo do efeito do diâmetro da tubulação em escoamentos bifásicos horizontais ar-águaStudy of the pipe diameter effect on horizontal air-water two-phase flowEscoamento bifásicoTwo-phase flowOrientador: Marcelo Souza de CastroDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: O estudo dos escoamentos multifásicos é base teórica para inúmeras aplicações. Diversos trabalhos buscaram entender o fenômeno a partir de diferentes frentes, entre eles: identificação dos padrões de escoamento formados; quantificação de frações de cada componente; quantificação das velocidades e parâmetros de escorregamento entre eles; além de estudos de perda de pressão bifásica. No presente trabalho analisou-se a influência do diâmetro da tubulação em busca de hipóteses que pudessem orientar os experimentos na horizontal utilizando água e ar. Foram montadas quatro bancadas experimentais com uma, duas, três e quatro polegadas de diâmetro nominal. Variados parâmetros foram medidos, ou calculados, como vazões e velocidades, perda de pressão e propriedades dos fluidos, além de serem estudados os padrões de escoamento formados, com identificação visual e uso de assinatura temporal de pressão diferencial. Mapas dos padrões de escoamento foram apresentados, mostrando pouca variação entre os diâmetros de uma e duas polegadas, mas com mudanças nas regiões de transição para os dois maiores diâmetros, além da identificação do padrão estratificado ondulado na região de transição para os padrões intermitentes. Além disso as variações das perdas de pressão bifásica, em função das velocidades superficiais e das frações de injeção de cada fase, mostraram crescimento com a redução do diâmetro. A perda de pressão bifásica foi comparada em até quatro diâmetros e identificou-se sua variação na forma inversamente proporcional a uma potência do diâmetro do tubo cujo valor varia entre 1,2 e 1,8, para mesmas velocidades superficiais, ou entre 2,6 e 3,22 mantendo-se constante o Reynolds de cada fase. O modelo homogêneo mostrou-se promissor para cálculo da perda de pressão bifásica em todos os diâmetros estudadosAbstract: The study of multiphase flows is the theoretical basis for many applications. Several works sought to understand the phenomenon from different fronts, among them: identification of flow patterns; quantification of void fraction; quantification of velocities and slip parameters between each component; besides the studies of pressure drop. In the present work the influences of the pipe diameter were analyzed in search of hypotheses that could guide the experiments in the horizontal one using water and air. Four experimental benches were assembled with one, two, three and four inches of nominal diameter. Several parameters were measured, or calculated, such as flow rates and velocities, pressure drop and fluid properties, in addition to studying the flow patterns with visual identification and signal analysis of the differential pressure signature on time. Flow pattern maps were presented, showing almost no differences between diameters of one and two inches, but changed transition regions for the bigger diameters, besides the identification of the stratified-wavy pattern in the transition region to the intermittent patterns. In addtion, the variations of two phase pressure losses for each diameter as a function of superficial velocities and injection fractions of each phase, showed growth with decreasing diameter. Comparisons with similar flow conditions of superficial velocities and Reynolds number were performed in up to four of the diameters and its variation in the shape inversely proportional to a power of the tube diameter whose value varies between 1.2 and 1.8, for the same superficial velocities, or between 2.6 and 3.22 keeping the Reynolds constant for each phase. The homogeneous model proved to be promising for the calculation of two phase pressure loss in all diameters studiedMestradoTérmica e FluídosMestre em Engenharia Mecânica[s.n.]Castro, Marcelo Souza de, 1986-Biazussi, Jorge LuizJabardo, Paulo José SaizUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASSilva, Felipe Jaloretto da, 1982-20182018-12-03T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (315 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1635672SILVA, Felipe Jaloretto da. Estudo do efeito do diâmetro da tubulação em escoamentos bifásicos horizontais ar-água. 2018. 1 recurso online (315 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1635672. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1081164Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2019-03-28T16:40:13Zoai::1081164Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2019-03-28T16:40:13Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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