Calibração e aplicação da técnica de termografia de fluidos por fluorescência induzida por laser

• Processo: 22/16400-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Engenharia Térmica
• Pesquisador responsável: Arthur Vieira da Silva Oliveira
• Beneficiário: Pedro Stefano Veronese
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/01897-0 - Estudo experimental do impacto de gotas sobre superfícies aquecidas usando técnicas ópticas combinadas: gotas isoladas, múltiplas gotas e sprays, AP.JP
• Assunto(s): Fluorescência Laser Temperatura
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: fluorescência | laser | Liquidos | Temperatura | Medição de temperatura

Resumo

O estudo da distribuição de temperatura em um fluido é fundamental para uma compreensão sólida e global de mecanismos de transferência de calor e mecânica dos fluidos, com impactos importantes nas mais diversas áreas da engenharia, como automobilística (principalmente em motores CI), aeronáutica, nuclear, microeletrônica (mais especificamente no resfriamento dos componentes), entre outros. Os métodos de medição já existentes, como utilização de termopares, fornecem apenas informações locais ou médias de medição, impedindo uma análise espacial dos fenômenos envolvidos, além de possuírem tempo de resposta, que pode mascarar transientes de alta frequência. Tendo isso em vista, há um esforço da engenharia térmica voltado para o uso e desenvolvimento de técnicas de medição (de temperatura ou outras propriedades) não ou pouco invasivos, como a técnica LIF (Laser Induced Fluorescence), que pretende ser estudada e calibrada no presente projeto de pesquisa.Mais especificamente, a proposta é para a escolha e calibração de corantes para a medição 2c (duas cores), visando a anulação, nos cálculos, de algumas constantes difíceis de serem calculadas e/ou medidas em laboratório, e também de modo a evitar conflitos espectrais que perturbam a medição por LIF. Para isso, serão obtidas e analisadas as curvas de emissão de todos os corantes candidatos para experimentos previstos no projeto do Auxílio FAPESP Jovem Pesquisador (2021/01897-0), no qual a presente proposta de Iniciação Científica está vinculada, que pretende medir temperatura de gotas impactando paredes aquecidas. Tal medição do espectro de emissão por fluorescência será realizada em uma cubeta sobre uma placa aquecida, de forma a controlar a temperatura do fluido e, assim, avaliar a sensibilidade do corante com a temperatura. Ademais, serão realizados ensaios para diferentes potências de laser, permitindo identificar o regime de fluorescência no qual o equipamento utilizado trabalhará: linear, transição e saturado. Por fim, após a seleção do corante mais apropriado para a medição de temperatura usando o sistema disponível, um ensaio de aplicação prática da LIF será realizado para a medição do transiente de temperatura de um jato d'agua aquecido.A execução da presente proposta de Iniciação Científica agregará uma nova competência para o novo grupo de pesquisa, na medida que calibra uma das formas de medição de temperatura pretendida no projeto, abrindo espaço para a atuação de um mestrando no futuro. Também desenvolverá o aluno em questão na medida que o introduz no meio técnico-científico, sobretudo com a formação baseada no Método Científico e desenvolvimento de habilidades com uma técnica avançada de medição de temperatura.