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Gustavo Lourenço Lopes Lais Labs Assis. Introdução Padrões de escoamento gás-líquido: Classificação de Taitel et. al. (1980) Bolhas (1) Pistões (2) Agitante.

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1 Gustavo Lourenço Lopes Lais Labs Assis

2 Introdução Padrões de escoamento gás-líquido: Classificação de Taitel et. al. (1980) Bolhas (1) Pistões (2) Agitante (3) Anular (4) (1) (2) (3) (4)

3 Introdução Bolha de Taylor – escoamento pistonado (slug flow)

4 Motivação Escoamento gás-líquido presente em diversos processos industriais: Trocadores de calor Caldeiras Produção de petróleo Processos químicos

5 Objetivos

6 Teoria Uf – velocidade do filme de líquido Ut – velocidade da bolha

7 Modelo no PHOENICS Modelo de turbulência: KE Low- Reynolds Diâmetro do tubo: 26mm Velocidade da mistura: 3 m/s Comprimento do tubo: 12 vezes o diâmetro Malha: NX= 1; NY= 55; NZ= 124 Fluido de trabalho: água a 20ºC Referencial móvel com velocidade Ut INLET com velocidade relativa Ut+Uf

8 Condições de Contorno

9 Processo iterativo para obter α e então Ut e Uf para D=26mm e J=3m/s alfa = 0,851 Ut = 3,77 m/s Uf = 1,39 m/s

10 Simulação Estratégia de convergência 1º - Simulação de regime transiente entre os instantes 0 e 0,005 s 2º - Simulação do regime permanente

11 Resultados e Conclusões Campo de velocidades axial

12 Resultados e Conclusões Linhas de corrente Zoom na região de recirculação

13 Resultados e Conclusões Velocidade axial no centro do tubo Velocidade no final do tubo ainda não constante, mas tendendo a estabilizar-se Região de estagnação em z=0,08404m

14 Resultados e Conclusões Velocidade axial na parede Velocidade tende para um valor constante na saída

15 Resultados e Conclusões Perfis de velocidades axiais

16 Resultados e Conclusões Tensão de cisalhamento na parede do tubo Final do tubo: τ/ρ = 0,024 Valor 14,3% superior ao analítico, que é de τ/ρ= 0,021

17 Sugestões para trabalhos futuros Manter o método de convergência: 1ª simulação em regime transiente dos milésimos de segundo iniciais; 2ª simulação em regime permanente Refinar mais a malha Utilizar comprimento de tubo maior, em busca da estabilização da velocidade axial no centro e τ/ρ mais próximo do analítico

18 REFERÊNCIAS Trabalho de graduação II – G. A. Alves Fávaro; Escoamento de líquido na Esteira de uma bolha de Taylor; T.S. Mayor, A.M.F.R. Pinto, J.B.L.M Campos; Vertical slug flow in laminar regime in the liquid and turbulent regime in the bubble wake – Comparison with fully turbulent and fully laminar regimes; C. Aladjem Talvy, L. Shemer, D. Barnea; On the interaction between two consecutive elongated bubbles in a vertical pipe Taha Taha, Z.F. Cui; CFD modelling of slug flow in vertical tubes Site

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