Tratamento e análise de dados obtidos através de velocimetria por imagens de partículas e sensor de impedância elétrica de malha de fios para estudo de escoamento bifásico em dutos de geometria anular

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cely, Marlon Mauricio Hernandez
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-14052024-084120/
Resumo: A presença frequente de escoamentos bifásicos em diversos processos naturais e industriais tem motivado um grande interesse acadêmico nas últimas décadas. O caso particular do escoamento gás-líquido é geralmente encontrado na indústria do petróleo, onde pode apresentar-se em diferentes padrões de escoamento. Entretanto, há relativamente poucos dados disponíveis sobre escoamento gás-líquido em dutos de seção anular de grande porte. Para o estudo dos fenômenos físicos associados ao escoamento bifásico são necessários instrumentos de medição variados. Técnicas não intrusivas, como a velocimetria por imagem de partícula (PIV), permitem a aquisição de velocidades instantâneas nos escoamentos. Com base nas velocidades locais instantâneas, funções de densidade de probabilidade, velocidades médias, flutuações das velocidades e tensões de cisalhamento de Reynolds são calculadas. Outra técnica, intrusiva e de visualização tomográfica, é o sensor de impedância elétrica de malha de fios, que é capaz de produzir imagens do escoamento com alta resolução temporal e boa resolução espacial. Foi desenvolvida uma nova versão desse sensor, aqui denominado sensor wire-mesh anular (AWMS). Foi feita a sincronização do AWMS com o PIV e com uma câmera de alta velocidade para obtenção de informações detalhadas de escoamentos bifásicos em dutos de geometria anular. Foram obtidos e analisados dados de velocidade, tamanho e frequência de passagem das bolhas em escoamento pistonado, além de perfis de velocidade e características da turbulência em diferentes posições abaixo da bolha e no pistão. Tomografias das seções transversal e lateral do escoamento ar-água no padrão de escoamento pistonado foram tomadas e analisadas. A velocidade média da bolha foi calculada usando gravação de imagens em vídeo de alta velocidade, que foi comparada com os dados de velocidade obtidos por PIV
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