EXPERIMENTAL STUDY OF DRAG REDUCTION IN PIPE FLOW WITH POLYMER ADDITIVE
O presente trabalho descreve os experimentos realizados para estudar os efeitos da adição de polímeros sobre os perfis de velocidade de um escoamento turbulento desenvolvido. O objetivo é estudar os mecanismos de redução de arraste observando os efeitos causados nos perfis de velocidade e intensidad...
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| Language: | Portuguese |
| Published: |
PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO
2009
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| Online Access: | http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=15416@1 http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=15416@2 |
| Summary: | O presente trabalho descreve os experimentos realizados para estudar os
efeitos da adição de polímeros sobre os perfis de velocidade de um escoamento
turbulento desenvolvido. O objetivo é estudar os mecanismos de redução de
arraste observando os efeitos causados nos perfis de velocidade e intensidade de
turbulência utilizando a velocimetria por imagem de partículas (PIV) na sua forma
estereoscópica como técnica experimental para medição do campo completo de
velocidade tri-dimensional. Para a realização dos experimentos foi especialmente
projetada e construída uma seção de testes que permitisse a realização de medidas
de queda de pressão, além da medição de velocidades utilizando a técnica óptica
SPIV. Conseguiu-se uma redução no atrito da ordem de 50% antes da degradação
do polímero. Foi possível mostrar que o efeito da redução de arraste pela adição
de polímeros depende diretamente do número de Reynolds do escoamento. Para
Reynolds baixo (< 10(3)) não foi observada redução na perda de carga. No campo
médio de velocidades foi observado um alargamento da camada de transição para
o escoamento com a adição de polímeros, gerando um deslocamento do perfil de
velocidades na região logarítmica. === The present work is an experimental study of the characteristics of a drag
reduced turbulent pipe flow. The main goal of the study is to measure the
differences in the mean velocity and turbulence profiles between the Newtonian
flow and the drag reduced flow using the stereoscopic particle image velocimetry
(SPIV). It has been designed and built a loop test to perform the experiments. The
loop test should allow the measurement of the pressure drop and the velocity field
with the SPIV. It has been achieved a drag reduction of 50% before the polymer
degradation. It was shown that drag reduction strongly depends on the Reynolds
number. For low Reynolds number (< 10(3)) there was no drag reduction. In the
mean velocity field it has been seen that the buffer layer is thickened, with causes
an upward shift of the logarithmic profile for the drag reduced flow. |
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