Avaliação do crescimento, deslizamento e desprendimento de bolhas em escoamentos cisalhantes

• Processo: 24/05743-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Gherhardt Ribatski
• Beneficiário: Ana Elisa Leonel Ferreira
• Supervisor: Catherine Nicole Moll Colin
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Institut National Polytechnique De Toulouse, França
• Vinculado à bolsa: 22/15785-2 - Desenvolvimento de modelo numérico e avaliação experimental de trocador de calor fabricado por manufatura aditiva operando com CO2 supercrítico, BP.IC
• Assunto(s): Transferência de calor
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: boiling | Bubbles | Convective boiling | evaporation | Heat Transfer | Two-phase Flow | Transferência de Calor

Resumo

Estudos recentes demonstraram que a transferência de calor durante a ebulição nucleada está fortemente relacionada ao movimento do fluido próximo à superfície, com o crescimento e desprendimento de bolhas atuando como agitadores do líquido. Portanto, uma melhor compreensão do crescimento da bolha, do desprendimento e do seu escoamento na fase líquida se faz necessária para modelar a transferência de calor. É conhecido que os efeitos de empuxo resultantes da diferença de densidade das fases, a inércia de evaporação, associada ao deslocamento do líquido durante o crescimento da bolha e sua retenção, devido à tensão superficial, são mecanismos que afetam o ciclo de vida da bolha e, consequentemente, o movimento do líquido. Além disso, no caso de ebulição convectiva, as bolhas estão sujeitas a efeitos de arrasto sob condições de fluxos cisalhantes. Mais recentemente, "salto" de bolhas isoladas a partir superfície aquecida, induzido por coalescência foi proposto como um mecanismo adicional que impacta o movimento da fase líquida. Na presente proposta, a aluna terá acesso e será treinada para utilizar os códigos desenvolvidos por um consórcio de instituições Europeias, incluindo o Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse (IMFT), para avaliar o crescimento, desprendimento e deslocamento de bolhas. Após esta fase inicial de aprendizado, ela aplicará estes códigos a uma ampla base de dados disponível no IMFT, levanta por um consórcio de pesquisa envolvendo 8 países. Este banco de dados contém imagens do escoamento obtidas com câmera de alta velocidade em condições de µg, na Estação Espacial Internacional, e g normal. Com base nesses dados, modelos semiempíricos de crescimento e movimento de bolhas serão desenvolvidos e incorporados em modelos de transferência de calor a serem desenvolvidos com base nos dados de transferência de calor obtidos pela aluna por meio de seu projeto de IC na EESC-USP.