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MCE-03: Medição Acústica de Escoamentos Multifásicos Prof. Ricardo D. M. Carvalho 1.

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1 MCE-03: Medição Acústica de Escoamentos Multifásicos Prof. Ricardo D. M. Carvalho 1

2 Medições Acústicas de Escoamentos Multifásicos 1.Fundamentos de Vibração 2.A Equação da Onda Acústica em Fluidos 3.Transmissão e Reflexão de Energia Acústica 4.Absorção e Atenuação de Ondas Acústicas 5.Radiação e Recepção de Ondas Acústicas 6.Noções de Transdutores Acústicos 7.Medições Acústicas de Escoamentos Multifásicos 2

3 Histórico da Tecnologia de Ultrassom • Desastre com o Titanic (1912): interesse por detecção subaquática. • Primeira Guerra Mundial (1914 a 1918): Transdutores ultrassônicos subaquáticos. • Paul Langevin ( ): trabalho pioneiro com ultrassom para detecção de submarinos alemães durante a Primeira Guerra Mundial. 3

4 Paul Langevin ( ): considerado o “pai do ultrassom”. 4

5 Definição e Aplicações de Ultrassom • A audição humana capta sons na faixa de 20 Hz a 20 kHz (o limite superior diminui sensivelmente com a idade). • Ultrassom é então definido como a faixa de 20 kHz a 1 GHz. • Acima de 1 GHz, tem-se o regime hipersônico. 5

6 Definição e Aplicações de Ultrassom 6 Faixas de frequências típicas de processos ultrassônicos Nosso interesse imediato é pelos sensores acústicos.

7 Definição e Aplicações de Ultrassom Duas características marcantes das ondas de ultrassom que permitem suas muitas aplicações: 1.Ondas de ultrassom se propagam vagarosamente. 2.Ondas de ultrassom conseguem penetrar facilmente em materiais opacos. Portanto, aplicações de ultrassom são relativamente mais simples, seguras e baratas, podendo ser usadas em situações onde outras técnicas seriam inviáveis ou muito complexas (por exemplo, indústria petrolífera). 7

8 Definição e Aplicações de Ultrassom Nosso estudo de ultrassom começa com um estudo geral de acústica. Por quê? 1.Os mesmos fenômenos (difração, dispersão, etc.) ocorrem em todo o espectro acústico, apenas a sua manifestação e importância relativa mudam de uma faixa a outra. 2.A teoria de propagação de ondas é então a mesma em todo o espectro. Não há uma teoria específica para ultrassom. 8

9 Recomendação A fim de diminuir o trabalho e tempo dispendidos com cálculos matemáticos nesta disciplina, é recomendado o uso de um programa de matemática simbólica. Maxima é um programa gratuito de matemática simbólica que talvez valha a pena usar: 9


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