Estudo experimental da evaporação de jatos de iso-octano superaquecido.

• Autor(a) principal: Vieira, Marcelo Mendes
• Data de Publicação: 2005
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3132/tde-26102005-105641/
• topic: evaporating jets; evaporation wave; jatos evaporativos; metaestável; metastable; onda de choque; onda de evaporação; Schlieren; Schlieren; shock wave

Este trabalho experimental tem por objetivo apresentar os estudos experimentais realizados com jatos de líquidos evaporativos (\"flash boiling\") de iso-octano. Nos estudos, o jato emergia de um diminuto bocal que descarrega em uma grande câmara de baixa pressão. O líquido ao passar pelo bocal sofria uma expansão interna alcançando elevados graus de superaquecimento ou de metaestabilidade, já que se mantinha na fase líquida. Nos experimentos, eram controladas as condições de pressão e temperatura de injeção durante um período de alguns poucos segundos suficientes para que as condições de regime permanente fossem estabelecidas. Um dos métodos para a visualização do escoamento do jato evaporativo foi o \"Schlieren\", o qual permitia visualizar elevados gradientes de densidade como normalmente ocorrem com ondas de choque, presentes nesta investigação. Também foi empregada a técnica de visualização de \"iluminação por detrás\" para que fossem comparadas as imagens obtidas por este método com o do \"Schlieren\", bem como mostrar detalhes do fenômeno em estudo. Com isso, foi possível estudar a estrutura do processo evaporativo do jato e, com o auxílio de ferramentas de filtragem matemática e manipulação das imagens obtidas, os fenômenos compressíveis envolvidos. Os perfis dos jatos observados foram: (1) filete contínuo de líquido sem evaporação, (2) jato com fragmentações ou atomizado e (3) abrupta evaporação seguida por expansão com formação de ondas de choque. Neste último caso, a inspeção das fotografias indicou que a evaporação do líquido se dava externamente ao bocal, a partir de um núcleo metaestável de líquido, o qual apresentava o formato aproximado de um cone. Também foi aplicada a teoria de ondas oblíquas de evaporação para estudar o comportamento deste cone líquido. Os ensaios foram conduzidos com três bocais cônico-convergentes de dimensões e materiais diferentes, quais sejam: bocal de aço com diâmetro de saída de 0,3 mm, bocal de aço com 0,8 mm e bocal de vidro com 0,35 mm.