Trabalho de conclusão de graduação
Estudo do movimento da bolha de Taylor em colunas vertical e ligeiramente inclinável de líquido estagnado utilizando uma técnica de visualização
Study of the motion of the Taylor bubble in vertical and slightly inclined column of stagnant using a visualization technique
Autor
Vinhas, Pedro Andrade Maia
Institución
Resumen
Modelagem e simulações de escoamentos bifásicos são de grande importância
para o projeto e operação de reatores nucleares. O estudo da dinâmica de bolhas
alongadas em um líquido, conhecidas como bolhas de Taylor, é de relevância fundamental
para a teoria dos escoamentos bifásicos gás-líquido. O objetivo do trabalho
concentra-se em estudar a influência da inclinação e das propriedades dos fluidos na
dinâmica de bolhas de Taylor individuais ascendendo em tubos vertical ou ligeiramente
inclinados com líquido estagnado. Foram realizados experimentos com água
e glicerina no Laboratório de Termo-hidráulica Experimental do Instituto de Engenharia
Nuclear (LTE/IEN/CNEN). Para a análise dos resultados foi desenvolvido
um aplicativo, em linguagem Matlab, para processamento de vídeos de alta velocidade
capaz de obter a velocidade e o comprimento de bolhas de Taylor. Também
foi proposto um modelo teórico para calcular a velocidade de ascensão da bolha
de Taylor, em função da inclinação do tubo e de outros parâmetros. Os resultados
experimentais mostraram que o aplicativo de processamento de imagem é útil,
confiável e eficiente para situações experimentais controladas. E o modelo teórico
proposto mostrou uma boa concordância para líquidos poucos viscosos (Re > 200)
e o número de Eötvös com valores maiores que 8.