Turbulência em escoamentos bifásicos com giro: experimentos usando piv e ptv

Resumo

Uma área importante do Centro de Inovação em Produção de Energia (EPIC) é a investigaçãode escoamento líquido-líquidos em bombas centrífugas. Estas bombas são frequentementeutilizadas na indústria petrolífera para bombear óleo-gás e misturas de óleo-água; no entanto,seu desempenho com escoamentos de duas ou mais fases ainda não é completamentecompreendido, uma das razões para essa falta de conhecimento é que esses fluxos sãoexcessivamente complexos. Para entender a dependência do desempenho da bomba nosparâmetros operacionais, é imprescindível saber como diferentes fluidos (ou fases) sãodispostos na bomba para diferentes condições de fluxo. Por sua vez, a distribuição de umfluido dentro do outro depende da estrutura deste último, ou seja, do fluxo médio e dasflutuações. No caso de fluxos turbulentos, isso significa uma dependência do fluxo médio e dosmomentos de segunda ordem. Esta posição de Pós-Doutorado diz respeito à investigaçãoexperimental da turbulência e distribuição de fases em fluxos rotativos. Para isso, serãorealizados experimentos utilizando técnicas ópticas em bombas centrífugas.Técnicas ópticas são métodos não intrusivos para medir fluxos de uma e duas fases. Algumasdessas técnicas, como a Velocimetria de Imagem de Partículas - PIV (Particle ImageVelocimetry) e Velocimetria de Rastreamento de Partículas - PTV (Particle TrackingVelocimetry), são capazes de fornecer campos 2D ou 3D instantâneos do fluxo em um únicoteste. Isso é de grande interesse em muitas aplicações de mecânica de fluidos que lidam com aidentificação de padrões. Neste trabalho, pretendemos medir o fluxo dentro dos padrões deescoamento líquido-líquidos que aparecem dentro de uma bomba centrífuga especialmenteconstruída em material transparente.O principal objetivo desta posição de Pós-Doutorado é medir e modelar fluxos de duas fasesdentro das bombas BCS. Para isso, o candidato ao Pós-Doutorado deve ter considerávelconhecimentos em códigos numéricos aplicados ao processamento de imagens (para obtercampos de velocidade instantâneas de fluxos de duas fases), e espera-se que interaja com osalunos envolvidos no projeto. Como resultado, pretendemos compreender as variações dedesempenho da bomba em diferentes condições, e propor uma correlação para explicar aperda de desempenho com base nos parâmetros operacionais. (AU)