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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10585| Título: | Visualização de escoamento bifásico de líquido-gás em um rotor radial plano |
| Título(s) alternativo(s): | Visualization of two-phase liquid-gas flow in a flat radial rotoribliotecas especializadas |
| Autor(es): | Boschetto Junior, Alaor |
| Orientador(es): | Morales, Rigoberto Eleazar Melgarejo |
| Palavras-chave: | Bombas centrífugas Escoamento bifásico Visualização Rotores - Dinâmica Engenharia mecânica Centrifugal pumps Two-phase flow Visualization Rotors - Dynamics Mechanical engineering |
| Data do documento: | 11-Dez-2018 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | BOSCHETTO JUNIOR, Alaor. Visualização de escoamento bifásico de líquido-gás em um rotor radial plano. 2018. 64 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018. |
| Resumo: | Existe interesse frequente da indústria nuclear e petrolífera no estudo de escoamentos bifásicos de líquido-gás em bombas centrífugas. O entendimento dos fenômenos físicos associados no processo de degradação da eficiência de bombeio comum a esse tipo de operação pode dar suporte significativo na otimização de bombas centrífugas utilizadas em reatores nucleares ou na elevação artificial de petróleo. Devido a sua importância, foram desenvolvidos diversos estudos para avaliar o escoamento de líquido-gás na degradação da curva de ganho de pressão da bomba e condições nas quais o gás provoca uma operação instável da bomba ao longo do seu funcionamento. Porém, existem poucos estudos fundamentais sobre o entendimento da dinâmica do escoamento no interior de rotores de bombas centrífugas quando operando com escoamentos bifásicos. Neste contexto, no presente trabalho foi realizado um estudo experimental, tendo como foco principal a visualização do escoamento bifásico de líquido-gás em um rotor plano radial, com a finalidade de avaliar os fenômenos físicos envolvidos a partir das imagens adquiridas. Para atender ao estudo proposto, foi projetada uma bancada experimental em que o rotor radial foi construído em material transparente para possibilitar a visualização do comportamento detalhado do escoamento de ar no rotor. A visualização foi realizada utilizando uma câmera de alta resolução fixa ao eixo do rotor, para diferentes condições de vazão (de água e ar) e de rotação. A partir das imagens adquiridas, o escoamento foi classificado por padrões e associado às condições de operação testadas (vazão, rotação). Também foram levantadas curvas de desempenho para diferentes condições de rotação, vinculadas com o padrão do escoamento no rotor. Foi possível observar que para o aumento das frações de vazio e velocidades de rotação constante, o desempenho do rotor radial é afetado devido a formação de bolsões de ar no interior do rotor. Quando foi alterado as velocidades de rotação para frações de vazio constantes, se observou que há uma coalescência das bolhas de ar no interior do rotor com o aumento da velocidade de rotação. |
| Abstract: | There is frequent interest in the nuclear and oil industry in the study of two-phase flow of liquid-gas in centrifugal pumps. The understanding of the associated physical phenomena in the process of degradation of the common pump efficiency to this type of operation can give significant support in the optimization of centrifugal pumps used in nuclear reactors or in the artificial elevation of petroleum. Due to their importance, several studies have been developed to evaluate the liquid-gas flow in the degradation of the pressure gain curve of the pump and conditions in which the gas causes an unstable operation of the pump during its operation. However, there are few fundamental studies on the understanding of flow dynamics within centrifugal pump rotors when operating with two-phase flows. In this context, the present work will be carried out an experimental study, having as main focus the detailed visualization of the two-phase flow of liquid-gas in a radial flat rotor, in order to evaluate the physical phenomena involved from the acquired images. To meet the proposed study, an experimental bench was designed in which the radial rotor was constructed of transparent material to facilitate the visualization of the detailed behavior of the air flow in the rotor. The visualization will be performed using a high resolution camera fixed to the rotor axis, for different flow conditions (water and air) and rotation. From the acquired images, the flow will be classified by standards and associated to the tested operating conditions (flow, rotation). It was observed that for the increase of vacuum fractions and constant rotation speeds, the performance of the radial rotor is affected due to the formation of pockets of air inside the rotor. When the rotational speeds were changed to constant vacuum fractions, it has been observed that there is a coalescence of the air bubbles within the rotor with increasing speed of rotation. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10585 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Mecânica |
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