STEREO-PIV LIQUID VELOCITY MEASUREMENTS IN TWO-PHASE, INTERMITENT FLOW IN A HORIZONTAL PIPE

• Main Author: LEONARDO SOARES FERNANDES
• Other Authors: LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO
• Language: Portuguese
• Published: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 2017
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=31013@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=31013@2

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO === COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR === FUNDAÇÃO DE APOIO À PESQUISA DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO === PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO === BOLSA NOTA 10 === Escoamentos intermitentes gás-líquido são encontrados em diversas aplicações de engenharia, como em linhas de produção de petróleo e em sistemas de refrigeração de reatores nucleares. O conhecimento detalhado deste padrão de escoamento é indispensável para a construção de modelos matemáticos representativos deste fenômeno físico complexo. No presente trabalho, foi desenvolvido um estudo experimental com o objetivo de fornecer informações que possibilitem a melhoria dos modelos existentes para o escoamento bifásico intermitente em duto horizontal. A técnica de velocimetria por imagem de partículas estereoscópica (SPIV) de alta frequência foi empregada, em conjunto com a técnica de fluorescência induzida por laser (LIF), permitindo a obtenção de campos de velocidade na região do pistão de líquido, a jusante da bolha alongada, e na região do filme líquido, a montante da bolha. O arranjo experimental possibilitou a medição das três componentes do vetor velocidade do escoamento bifásico água-glicerina e ar na seção transversal de uma tubulação horizontal de 40mm de diâmetro interno. Os resultados obtidos, originais na literatura, mostraram a evolução detalhada das três componentes dos campos médios do vetor velocidade ao longo da passagem da bolha alongada durante o escoamento intermitente. === Gas-liquid intermittent flows can be found in many engineering applications, such as oil production lines and nuclear reactors cooling systems. The detailed knowledge of this flow pattern is necessary for the development of accurate mathematical models of this complex phenomenon. In this work, an experimental study was developed with the goal to provide data that could be used to improve the existing models for two-phase intermittent flow in horizontal pipes. The high-frequency stereoscopic particle image velocimetry (SPIV) technique was employed along with the laser induced fluorescence (LIF) technique, allowing the measurement of velocity fields in the liquid slug, downstream of the elongated bubble, and in the liquid film, upstream of the elongated bubble. The experimental arrangement allowed the measurement of the three components of the velocity vector in an intermittent two-phase water-glycerine and air flow, in a transversal sections of a 40mm internal diameter horizontal pipe. The results obtained revealed original detailed information on the evolution of the three components of the averaged velocity field associated with the passage of the elongated bubble characteristic of the intermittent flow.