O presente estudo visa ampliar o conhecimento sobre a dinâmica do escoamento intermitente líquido-gás, caracterizando experimentalmente os principais parâmetros deste tipo de escoamento. Para este fim, é utilizada a bancada experimental que consta de uma linha bifásica horizontal de 9,2 m de comprimento e 25,8 mm de diâmetro. A monitoração das estruturas do escoamento bifásico foi realizada utilizando dois (02) sensores de malha de eletrodos de 12x12 nós separados 3,75 cm entre si. Os testes experimentais foram realizados para 47 condições de vazão de líquido e de gás do escoamento bifásico no padrão intermitente, levando em conta as limitações da bancada experimental. Após processar o sinal medido, é obtida a série temporal dos dados e os parâmetros característicos do escoamento intermitente em golfadas, como a velocidade da bolha alongada, frequência, comprimentos da bolha e do pistão de líquido e a fração de vazio. A distribuição de probabilidades de cada parâmetro foi aproximada com uma função probabilística, do tipo normal ou log-normal. Foram elaboradas relações funcionais para calcular os parâmetros característicos médios do escoamento em golfadas e seus respectivos desvios padrão a partir das condições de operação do escoamento (velocidades superficiais e propriedades dos fluidos). Essas correlações visam predizer o comportamento dos parâmetros do escoamento intermitente líquido-gás e podem ser utilizados como dados de entrada ou de fechamento dos modelos matemáticos existentes. Este estudo também pode servir de referência para futuros estudos e para o desenvolvimento e validação de modelos teóricos do escoamento em golfadas em dutos horizontais. / The goal of the present work is to broaden the knowledge on the dynamics of two-phase intermittent gas-liquid flows through the experimental characterization of their parameters. The experimental work was carried out at the LACIT-UTFPR labs and a two-phase flow apparatus consisting of a 25.8-mm ID, 9-m long transparent line was used. A pair of 12x12-nodes wire mesh sensors 3.75 cm apart was used to identify the existing phase at each node. A test grid comprehending a broad range of gas and liquid flow rates within the intermittent flow pattern region was chosen. The operational limitations of the experimental rig were taken into account on defining the boundaries of the aforementioned test grid. The temporal series of the data, as well as characteristic parameters of the intermittent flows such as frequency, void fraction, elongated bubble velocity and the lengths of the liquid slug and the elongated bubble were obtained after signal processing. The probability distribution of each parameter was found and approximated to a known statistical distribution such as the normal or the log-normal ones. Correlations to fit the averaged parameters and their standard deviations were proposed. The objective of such correlations is to predict the average values of the characteristic parameters of the intermittent flows so that such predicted values might be used as input data for the theoretical models developed. Finally, statistical distributions based on the empirical correlations and their normal and log-normal distributions were found. These distributions validated the aforementioned correlations, which can henceforth be used in future theoretical modelling in this field.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/825 |
| Date | 04 September 2013 |
| Creators | Vicencio, Fernando Enrique Castillo |
| Contributors | Morales, Rigoberto Eleazar Melgarejo, Silva, Marco José da |
| Publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UTFPR, instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná, instacron:UTFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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