Busca avançada
Ano de início
Entree

Estudo teórico e experimental da fração de vazio e da vibração induzida pelo padrão de escoamento externamente a banco de tubos

Processo: 10/20670-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2011
Vigência (Término): 30 de novembro de 2014
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
Pesquisador responsável:Gherhardt Ribatski
Beneficiário:Fabio Toshio Kanizawa
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Escoamento bifásico   Escoamento multifásico

Resumo

A presente proposta está inserida em um auxílio pesquisa do CNPq modalidade Universal Faixa C e conta com orçamento aproximado de R$ 150.000,00. Ela se refere a solicitação de bolsa de doutorado regular para estudo teórico e experimental de parâmetros do escoamento bifásico externamente a banco de tubos e da interação fluido estrutura. Vibrações induzidas por escoamento externo em banco de tubos são mencionadas como uma das principais fontes de falhas por fadiga, tanto nos próprios tubos quanto nos suportes dos mesmos, portanto a identificação dos parâmetros do escoamento, assim como correto entendimento da interação fluido estrutura é de extrema importância para correta compreensão dos mecanismos envolvidos neste tipo de excitação. Escoamentos multifásicos podem potencializar o efeito de vibração em estruturas nele imersas, sendo os carregamentos dependentes de parâmetros do escoamento como fração de vazio e padrões de escoamento. O estudo tem como objetivo a montagem de bancada experimental para escoamento bifásico água-ar e através dela executar determinar a fração de vazio superficial e os padrões de escoamento cujo efeito é relevante a estrutura do banco de tubos. Para a determinação da fração de vazio superficial instantânea entre tubos é proposta uma metodologia inédita baseada na utilização de laser e partículas luminescentes (Rhodamina-B), juntamente com espelhos e uma câmera de filmagem rápida. Para a identificação dos padrões de escoamento, é proposto o desenvolvimento de técnicas objetivas, tomando como base sinais de acelerômetros, relacionados diretamente com carregamentos dinâmicos nos tubos, e de grandezas do escoamento como perda de pressão e fração de vazio. Finalmente, reconhece-se os desafios tecnológicos e dificuldades experimentais envolvidas neste estudo, entretanto, perante isto, ressalta-se a capacitação do aluno candidato a bolsa por estar terminando seu mestrado na área de escoamentos bifásicos e ter sido o aluno com maior Coeficiente de Rendimento da EESC-USP entre os graduado em Engenharia Mecânica em 2008.

Publicações científicas (8)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
ALVAREZ-BRICENO, RICARDO; KANIZAWA, FABIO TOSHIO; RIBATSKI, GHERHARDT; DE OLIVEIRA, LEOPOLDO P. R. Validation of turbulence induced vibration design guidelines in a normal triangular tube bundle during two-phase crossflow. JOURNAL OF FLUIDS AND STRUCTURES, v. 76, p. 301-318, JAN 2018. Citações Web of Science: 3.
KANIZAWA, FABIO TOSHIO; RIBATSKI, GHERHARDT. Void fraction and pressure drop during external upward two-phase crossflow in tube bundles - part I: Experimental investigation. INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND FLUID FLOW, v. 65, p. 200-209, JUN 2017. Citações Web of Science: 5.
KANIZAWA, FABIO TOSHIO; RIBATSKI, GHERHARDT. Void fraction and pressure drop during external upward two-phase cross flow in tube bundles - part II: Predictive methods. INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND FLUID FLOW, v. 65, p. 210-219, JUN 2017. Citações Web of Science: 2.
KANIZAWA, FABIO TOSHIO; RIBATSKI, GHERHARDT. Two-phase flow patterns across triangular tube bundles for air-water upward flow. INTERNATIONAL JOURNAL OF MULTIPHASE FLOW, v. 80, p. 43-56, APR 2016. Citações Web of Science: 12.
KANIZAWA, FABIO TOSHIO; TIBIRICA, CRISTIANO BIGONHA; RIBATSKI, GHERHARDT. Heat transfer during convective boiling inside microchannels. INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER, v. 93, p. 566-583, FEB 2016. Citações Web of Science: 25.
KANIZAWA, FABIO TOSHIO; MOGAJI, TAYE STEPHEN; RIBATSKI, GHERHARDT. A new model for flow boiling heat transfer coefficient inside horizontal tubes with twisted-tape inserts. INTERNATIONAL JOURNAL OF REFRIGERATION-REVUE INTERNATIONALE DU FROID, v. 61, p. 55-68, JAN 2016. Citações Web of Science: 4.
KANIZAWA, FABIO TOSHIO; RIBATSKI, GHERHARDT. Void fraction predictive method based on the minimum kinetic energy. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, v. 38, n. 1, p. 209-225, JAN 2016. Citações Web of Science: 11.
KANIZAWA, FABIO TOSHIO; MOGAJI, TAYE STEPHEN; RIBATSKI, GHERHARDT. Evaluation of the heat transfer enhancement and pressure drop penalty during flow boiling inside tubes containing twisted tape insert. APPLIED THERMAL ENGINEERING, v. 70, n. 1, p. 328-340, SEP 5 2014. Citações Web of Science: 9.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
KANIZAWA, Fabio Toshio. Estudo teórico e experimental sobre padrões de escoamento, fração de vazio e perda de pressão durante escoamento bifásico água-ar cruzado ascendente externo a banco de tubos. 2014. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de São Carlos São Carlos.

Por favor, reporte erros na lista de publicações científicas escrevendo para: cdi@fapesp.br.