Análise de escoamentos bifásicos água-ar em micro-canais paralelos

Abstract

No presente trabalho são analisados escoamentos bifásicos ar-água, adiabático, na vertical ascendente em um único e sete micro-canais com diâmetros hidráulicos de 1,22 ± 4 µm. Para escoamentos monofásicos, são testados fluxos mássicos de 50 até 2000 kg/m2s para a água e de 20 até 130 kg/m2s para o ar. Para o escoamento bifásico, foram testados fluxos mássicos na faixa de 70 até 2500 kg/m2s com o título de gás variando entre 0 a 20%. Um sensor de impedância, operando no modo resistivo com freqüência de 15 kHz, permite a detecção dos padrões de escoamento bifásico e de um sinal equivalente à fração de vazio. Na análise da fração de vazio, os resultados mostram que os sinais elétricos normalizados variam satisfatoriamente com os diferentes títulos de gás testados. Paralelamente à análise dos sinais elétricos normalizados são confrontadas as correlações de Baroczy e Lockhart-Martinelli. Os valores para a queda de pressão, previstos pelas correlações de Friedel e Lockhart-Martinelli, concordam satisfatoriamente com os resultados experimentais. Para escoamentos bifásicos simultâneos no interior de sete micro-canais, são testados os fluxos mássicos, G, de 50, 100, 200 e 300 kg/m2s, com título de gás variando de 0 até 0,9 para G = 50 kg/m2s, 0 até 0,5 para G = 100 kg/m2s, 0 até 0,25 para G = 200 kg/m2s e 0 até 0,16 para G = 300 kg/m2s. Na predição da fração de vazio do escomento bifásico em sete micro-canais e na comparação da queda de pressão experimental é dada especial atenção ao modelo de mapas probabilísticos, utilizado por Niño (2002). Tal modelo baseia-se nas frações temporais dos regimes de escoamento, sendo estas obtidas através da análise fotográfica