ESTUDO EXPERIMENTAL DOS PERFIS DE BOLHAS DE TAYLOR INDIVIDUAIS ASCENDENDO EM COLUNAS VERTICAIS E INCLINADAS DE LÍQUIDO ESTAGNADO ATRAVÉS DE UMA TÉCNICA ULTRASSÔNICA DE PULSO-ECO.
Marcos Bertrand De Azevedo1; José Luiz Horacio Faccini1; Jian Su2
1 Instituto de Engenharia Nuclear (IEN/CNEN); 2 Programa de Engenharia Nuclear, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro
doi:10.20906/CPS/CON-2016-1632
Resumo
Este trabalho apresenta um estudo experimental da ascensão de bolhas de Taylor individuais em tubos cilíndricos verticais e ligeiramente inclinados contendo misturas de água e glicerina estagnadas, usando-se uma técnica ultrassônica de pulso-eco. Tubos de acrílico com 2,0 m de comprimento e diâmetros internos de 0,019; 0,024 e 0,034 m foram parcialmente enchidos com os líquidos, deixando-se um bolsão de ar de comprimento L0, em seu topo. As bolhas foram geradas através da inversão desses tubos. Os ângulos de inclinação θ estudados foram 0; 2,5; 5, 7,5; 10 e 15 graus, a partir da posição vertical. As velocidades de ascensão das bolhas Uθ e os seus perfis inferior, superior e laterais foram medidos. Identificou-se diferenças entre os perfis, usualmente descritos na literatura, mais característicos de bolhas bidimensionais, e aqueles observados em tubos cilíndricos. Foram identificadas, também, diferenças no comportamento de bolhas ascendendo em líquidos mais viscosos e menos viscosos. Quando o tubo é inclinado e a bolha é comprimida contra a parede superior do tubo, há uma tendência da bolha deformar-se, expandindo-se para as suas laterais. Para bolhas ascendendo em líquidos menos viscosos, essa expansão lateral das bolhas encontrou uma resistência, que tende a aumentar com o aumento de θ. Já no caso de líquidos mais viscosos, as bolhas encontraram maior liberdade para deformar-se lateralmente. Os resultados obtidos permitem uma melhor compreensão do comportamento das bolhas, no interior de tubos cilíndricos inclinados, e a sua influência sobre parâmetros interfaciais, tais como as velocidades das bolhas Uθ.
Palavras-chave: Termo-Hidráulica de Reatores Nucleares; Bolhas de Taylor ; Líquido Estagnado; Tubos Cilíndricos Inclinados; Técnica Ultrassônica de Pulso-Eco