Tese: Desenvolvimento de Técnica Baseada em Fluorescência para a Medição de Escoamento Bifásico em Regime de Golfada
Aluno(a) : Paulo Henrique da Silva AnicetoOrientador(a): Luis Fernando Azevedo
Área de Concentração: Petróleo e Energia
Data: 04/09/2007
Link para tese/dissertação: http://www.maxwell.lambda.ele.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=11546@1
Resumo: Neste trabalho é apresentada a implementação e aplicação de uma técnica experimental ótica, já descrita na literatura, para a medição instantânea do campo de velocidades gerado em escoamento bifásico líquido-gás. O trabalho concentrou-se no regime de escoamento em golfadas. Água e ar foram utilizados como fluidos de trabalho nos testes. A técnica implementada combina Velocimetria por Imagem de Partículas (PIV – Particle Image Velocimetry), com Fluorescência Induzida por Laser (LIF – Laser Induced Fluorescence) e iluminação pulsada de fundo (PST – Pulsed Shadow Technique), o que permite determinar simultaneamente o campo instantâneo de velocidade na água gerado pela passagem da bolha de ar, assim como a forma e velocidade da bolha. Processamento digital de imagens foi utilizado para extrair as informações sobre o campo de velocidade do líquido e as características da bolha. A técnica implementada foi aplicada no escoamento gerado pela passagem de uma bolha de gás em uma coluna de líquido estagnado. A técnica PIV foi utilizada para determinar o campo de velocidades na fase líquida iluminando-se o escoamento com um plano de luz laser pulsada. O uso de partículas fluorescentes em conjunto com filtros óticos posicionados em frente a uma câmera digital permitiram suprimir a reflexío intensa proveniente das interfaces líquido-gás e das paredes do tubo. Entretanto, esta técnica nío é capaz de determinar a exata posição da interface líquido-gás. O uso da iluminação pulsada de fundo proveniente de um painel de LED’s permite a visualização da interface gás-líquido com boa definição. Uma única câmera digital posicionada ortogonalmente ao plano de luz laser e em oposição ao painel de LED’s foi usada para o registro das imagens. Os resultados obtidos revelaram com excelente resolução os detalhes do escoamento na esteira, filme na parede e nariz de uma bolha ascendente, comprovando a eficácia da técnica implementada.