[pt] ESTUDO DA BOLHA DE TAYLOR ASSIMÉTRICA CONTRA UM ESCOAMENTO DESCENDENTE

[en] STUDY OF THE ASYMMETRIC TAYLOR BUBBLE AGAINST A DOWNWARD FLOW

[pt] RICARDO CAVALCANTI LINHARES

[pt] PIV

[pt] CONTRA CORRENTE

[pt] BOLHA DE TAYLOR

[pt] ESCOAMENTO EM GOLFADAS

[pt] ESCOAMENTO MULTIFASICO

[en] PIV

[en] COUNTER CURRENT

[en] TAYLOR BUBBLE

[en] SLUG FLOW

[en] MULTIPHASE FLOW

[pt] O presente trabalho é dedicado ao estudo do escoamento ao redor de uma bolha de Taylor subindo contra um escoamento descendente. Nessas condições as bolhas de Taylor podem exibir um comportamento assimétrico e um menor arrasto quando comparadas com as simétricas. Esse padrão de escoamento está presente em diversas aplicações industriais, tais como petroquímica, nuclear, refrigeração entre outras. A caracterização do escoamento é importante para modelar esse problema. Contudo, não existem na literatura experimentos a respeito do escoamento ao redor da bolha de Taylor assimétrica, devido à oscilação da bolha na posição radial. Por esse motivo valores médios são de difícil obtenção. Nesse trabalho, uma diferente configuração da bancada de testes é proposta para fixar a posição radial da bolha. Desse modo, as técnicas de velocimetria por imagem de partículas (PIV) e de processamento de imagem puderam ser aplicadas. Os experimentos foram realizados em um tubo vertical, utilizando água como fluido de trabalho, em regime turbulento desenvolvido. Antes de estimar as velocidades, as imagens obtidas tiveram que ser pré-processadas a fim de detectar e cobrir o contorno da bolha. Os campos médios de velocidade ao redor da bolha, nesse caso específico, são medidos pela primeira vez e comparações com a literatura são apresentadas.

[en] The work is devoted to study the flow around a Taylor bubble rising against a downward flow. At this condition Taylor bubbles can exhibit an asymmetric behavior and a lower drag in comparison with symmetric ones. This flow condition is present in many industrial applications such as petrochemical, nuclear, refrigeration and many others. The characterization of the flow behavior is important for modeling the problem. However, no experiments regarding the flow around asymmetric Taylor bubble can be found in the literature due to radial oscillation of the bubble within the pipe. Therefore, averaged quantities are difficult to be measured. Here a different set-up arrangement is proposed to fix the radial position of the bubble. Thereby, Particle Image Velocimetry (PIV) measurements and image processing techniques could be applied. The experiments were carried out in a vertical pipe, using water as working fluid, at fully developed turbulent regime. Prior to velocity estimation, the images obtained had to be pre-processed in order to detect and to mask the bubble contour. Mean velocity fields around the bubble are measured for the first time and comparisons with the literature are provided.

IGOR BRAGA DE PAULA

2019-07-02

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=40426@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=40426@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.40426