Estudo do efeito da inclinação no escoamento bifásico em canal retangular com dimensões características da transição entre micro- e macro-escala (2015)
- Authors:
- Autor USP: LAVÍN, FRANCISCO ANTONIO LOYOLA - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Assunto: ESCOAMENTO BIFÁSICO
- Language: Português
- Abstract: A presente dissertação de mestrado envolve o estudo da perda da pressão e dos padrões para escoamentos água/ar em um canal retangular segundo inclinações a partir do plano horizontal de -90° a 90°. Também foi avaliado o efeito nestes parâmetros de rotacionar a seção de testes em tomo de seu eixo axial segundo ângulos de 45° e 60°, determinados a partir da condição de suas faces superior e inferior posicionadas horizontalmente. O texto se inicia com a apresentação de um amplo estudo da literatura sobre métodos de previsão de padrões de escoamento e perda de pressão durante escoamentos bifásicos no interior de dutos. Em seguida é descrito o aparato experimental projetado e construí do para este estudo. Tal descrição inclui o detalhamento da seção de testes, que consiste em um canal retangular de seção transversal com dimensões de 6,0 x 6,5 'MM POT.2'. Resultados foram levantados para vazões mássicas entre 90 e 760 kg/'M POT.2's, correspondendo a velocidades superficiais entre 0,03 a 19,42 m/s e 0,1 a 0,76 m/s, para, respectivamente as fases gás e líquido. Mapas de escoamento foram desenvolvidos com base em imagens capturadas por câmera de alta velocidade, e também com base na técnica de agrupamento de dados k-means. Os escoamentos foram classificados segundo os padrões bolhas, intermitente e anular. As características hidrodinâmicas e as transições entre estes padrões foram significativamente alteradas pela inclinação do canal. Constatou-se também significativa influência da rotação em torno do eixo do canal, favorecendo efeitos de estratificação no escoamento. As transições obtidas experimentalmente foram comparadas com os métodos de previsão disponíveis na literatura. Os métodos de Taitel e Dukler (1976), para escoamento horizontal, e Taitel et al. (1980) para escoamento vertical ascendente, apresentaram as melhores previsões dos dados experimentais.Com o objetivo de estimar a parcela gravitacional da perda de pressão, levantou-se resultados para a fração de vazio superficial avaliada com base na velocidade média de bolhas alongadas e no tratamento de imagens no caso do escoamento em bolhas. Resultados de perda de pressão por atrito foram comparados com vinte métodos de previsão da literatura. As correlações de Mishima e Hibiki (1996) e Zhang et al. (2010) proporcionaram as melhores previsões para escoamento horizontal. Para escoamentos inclinados, comparou-se 25 métodos da literatura para a determinação da perda de pressão por atrito com os resultados de perda de pressão experimentais, com a perda de pressão gravitacional estimada considerando 20 métodos para a fração de vazio superficial. Desta análise constatou-se que a combinação dos métodos de Mishima e Hibiki (1996) e Zhang et al. (2010) para a previsão da parcela de perda de pressão devido ao atrito e o método de Spedding e Chen (1984) para previsão da fração de vazio superficial, utilizado para a determinação da parcela gravitacional, proporcionam previsões satisfatórias dos dados experimentais
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2015
- Data da defesa: 16.07.2015
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ABNT
LOYOLA LAVÍN, Francisco Antonio. Estudo do efeito da inclinação no escoamento bifásico em canal retangular com dimensões características da transição entre micro- e macro-escala. 2015. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2015. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-15102015-084027/. Acesso em: 04 out. 2024. -
APA
Loyola Lavín, F. A. (2015). Estudo do efeito da inclinação no escoamento bifásico em canal retangular com dimensões características da transição entre micro- e macro-escala (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-15102015-084027/ -
NLM
Loyola Lavín FA. Estudo do efeito da inclinação no escoamento bifásico em canal retangular com dimensões características da transição entre micro- e macro-escala [Internet]. 2015 ;[citado 2024 out. 04 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-15102015-084027/ -
Vancouver
Loyola Lavín FA. Estudo do efeito da inclinação no escoamento bifásico em canal retangular com dimensões características da transição entre micro- e macro-escala [Internet]. 2015 ;[citado 2024 out. 04 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-15102015-084027/ - Mass transfer through free surface boundary layers using a statistical approach
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