[pt] O presente trabalho investigou a queda de pressão em
escoamento através de um
espaço anular com rotação do cilindro interno. A motivação
para o trabalho veio
da aplicação desta configuração em diversas situações de
interesse industrial,
como reatores químicos catalíticos, filtros e nas
operações de perfuração de poços
produtores de petróleo e gás. O estudo realizado foi
conduzido em uma seção de
testes especialmente projetada e construída, formando um
espaço anular com
razão de raios de 0,65 e com um comprimento de 256
diâmetros hidráulicos,
suficiente para garantir o desenvolvimento hidrodinâmico
do escoamento nos
regimes laminar e turbulento. O trabalho investigou a
queda de pressão ao longo
do espaço anular como função da vazão, dada pelo número de
Reynolds, e da
rotação do cilindro interno, caracterizada pelo número de
Reynolds rotacional. A
faixa de números de Reynolds investigada foi de 260 a
10000, enquanto o
Reynolds rotacional variou de 60 a 1000. Dois fluidos de
trabalho foram
utilizados nos testes: água e uma mistura de água e
glicerina. Os resultados para a
queda de pressão foram apresentados na forma de fatores de
atrito
hidrodinâmicos. Testes preliminares para o caso do
cilindro interno sem rotação
foram realizados e comparados com resultados da
literatura, com o objetivo de
validar a seção de testes e o procedimento experimental.
Os resultados
apresentados mostraram boa concordância com valores
disponíveis na literatura
tanto para o caso de escoamento laminar , quanto para
escoamento turbulento.
Para os casos de baixos números de Reynolds, os resultados
mostraram que a
rotação do cilindro interno provocava um pico na razão
entre o fator de atrito com
rotação e sem rotação para um valor do número de Reynolds
da ordem de 500.
Aumentos da ordem de 15% foram verificados. / [en] The present work investigated the pressure drop generated
by the flow through an
annular configuration with rotation of the inner cylinder.
The motivation for the
work comes from the several industrial application of the
configuration, such as
chemical reactors, filters and in drilling operations for
oil and gas wells. The
experimental study was conducted in a specially designed
test section forming an
annular space with radius ratio of 0.65 and a length
equivalent to 265 hydraulic
diameters, what guaranteed the hydrodynamic development of
the flow for the
laminar and turbulent regimes. The study investigated the
pressure drop along the
annular space as a function of the flow rate, given by the
Reynolds number, and of
the rotation of the inner cylinder, given by the
rotational Reynolds number. The
range of Reynolds number investigated was from 260 to
10,000, while the
rotational Reynolds number was varied from 60 to 1,000.
Two fluids were
employed in the testes; water and a mixture of water and
glycerol. The pressure
drop results were presented in the form of dimensionless
friction factors.
Preliminary tests for the case of no rotation of the inner
cylinder were compared
with results available in the literature, in order to
validate the test section and the
experimental procedure. The results displayed good
agreement with the literature
for both laminar and turbulent regimes.
For the low Reynolds number test cases, the results
obtained have shown
that the inner cylinder rotation induces a peak in the
distribution of the ratio of
friction factor to the friction factor without rotation.
The peak, of about 15%, is
found for Reynolds numbers of the order of 500.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:8244 |
| Date | 03 May 2006 |
| Creators | DAVID IVAN MALDONADO TAVARA |
| Contributors | LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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