Análise teórico e experimental do desenvolvimento do escoamento monofásico e com bolhas dispersas em feixes de tubos verticais

• Processo: 22/03832-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de agosto de 2022
• Vigência (Término): 31 de julho de 2024
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Gherhardt Ribatski
• Beneficiário: Roberta Fátima Neumeister
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Mecânica dos fluidos Escoamento monofásico Reatores Interação fluido-estrutura
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Campo de Pressão | Campo de Velocidade | Escoamento com bolhas dispersas | Feixe de tubos | Velocimetria por filtros espaciais | Mecânica dos Fluidos

Resumo

O presente estudo tem como objetivo o estudo teórico e experimental dos campos de velocidades e de pressão para o escoamento axial monofásico e com bolhas dispersas em feixes de tubos verticais, considerando geometria típica de um reator PWR (Pressure Water Reactor). O estudo experimental será conduzido em canal hidráulico disponível no Grupo de Pesquisa em Transferência de Calor da EESC-USP. A técnica de velocimetria por filtros espaciais será aplicada para obtenção dos planos de velocidade no feixe de tubos para escoamento monofásico de água e com bolhas de ar dispersas. O feixe de tubos de arranjo triangular será construído com material de coeficiente de refração similar ao da água, de forma a permitir o levantamento de campos de velocidades na região interna do feixe. Os campos de velocidades serão pós processados de forma a obter a intensidade de turbulência, tensões viscosas e campos de pressões. Os resultados esperados são a caracterização da estrutura do escoamento em desenvolvimento considerando planos de velocidade axial e lateral para condições monofásicas e com bolhas dispersas. Deve-se destacar que, embora comum em aplicações, não se verifica na literatura aberta estudos similares a este, isto é, envolvendo escoamento axial em feixe de tubos para arranjo triangular considerando escoamento monofásico e com bolhas dispersas para a região de desenvolvimento hidrodinâmico. Campos flutuantes de pressão obtidos de dados experimentais de velocidade, também são raros nas análises de escoamentos em feixes de tubos. A partir das informações levantadas e da metodologia definida, propõe-se apresentar os resultados experimentais para a intensidade de turbulência e tensões viscosas em escoamento monofásico e com bolhas dispersas, incluindo os padrões de escoamento observados e características da turbulência. Os resultados de campos de pressão com e sem bolhas serão classificados e as discussões direcionadas para interação fluido estrutura para a configuração triangular do feixe. (AU)