Estudo experimental da deformação e quebra de gotículas em um túnel de água turbulento isotrópico e homogêneo agitado por jato.

• Processo: 24/16839-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Data de Início da vigência: 09 de dezembro de 2024
• Data de Término da vigência: 08 de março de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Oscar Mauricio Hernandez Rodriguez
• Beneficiário: Oscar Mauricio Hernandez Rodriguez
• Pesquisador Anfitrião: Alfredo Soldati
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Vienna University of Technology (TU Wien), Áustria
• Assunto(s): Mecânica dos fluidos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Deformação e quebra de gotículas | Escoamento Bifásico Líquido-Líquido | Túnel de água | Turbulência homogênea e isotrópica | Mecânica dos Fluidos

Resumo

Considerando as emissões globais de gases de efeito estufa e as metas climáticas, um método promissor para reduzir as emissões de carbono é a captura e o transporte de CO2 por meio de linhas e poços submarinos para serem armazenados em reservatórios de óleo e gás esgotados em sedimentos submarinos. A captura de CO2 envolve o uso de separadores submarinos que geralmente devem lidar com misturas de óleo, água e gás. A eficiência da separação depende da viscosidade efetiva da mistura líquida, que pode ser muito diferente se o líquido contínuo for água ou óleo. A inversão de fase contínua é um processo que ocorre em escoamentos envolvendo dois líquidos e é importante em várias aplicações, processos e indústrias, como óleo e gás, alimentos e química. Acontece quando a fase dispersa toma o lugar da fase contínua e vice-versa. Grandes mudanças na viscosidade efetiva da mistura e na queda de pressão em dutos estão relacionadas à inversão de fase. Um parâmetro-chave para projetar separadores ou prever a inversão de fase em uma linha submarina é a previsão do diâmetro da gota em escoamento turbulento. Muitos estudos sobre modelos teóricos ou empíricos para a predição do diâmetro de gotículas em escoamento turbulento foram desenvolvidos nos últimos anos, especialmente para fluidos com baixa viscosidade. No entanto, a viscosidade da gotícula pode afetar significativamente o processo de ruptura e o diâmetro da gota. Nesta pesquisa, experimentos serão realizados em um novo túnel de água com turbulência gerada por jato capaz de produzir altos números de Reynolds, altas taxas de dissipação de energia e apresentar excelente isotropia e homogeneidade. O objetivo é investigar a deformação e a ruptura de gotículas em turbulência no contexto da teoria de Kolmogorov-Hinze, usando gotículas de alta viscosidade que devem se esticar e formar filamentos finos. Os novos dados sobre a taxa de dissipação de energia turbulenta serão usados ¿¿para desenvolver um modelo fenomenológico para prever o diâmetro de gotículas viscosas.