Visualizacao de escoamento turbulento de fluido newtoniano em contracoes abruptas com a tecnica PIV
Contracoes abruptas sao amplamente utilizadas em tubulacoes e em equipamentos de processos industriais que envolvem escoamento de fluidos newtonianos e nao newtonianos. O presente trabalho tem como objetivo estudar o escoamento de agua em contracoes abruptas de razoes de contracao b=2,27 e 4,39. Para visualizacao do escoamento foi utilizada a tecnica PIV que consiste em adquirir pares de imagens em determinado intervalo de tempo de particulas adicionadas ao escoamento que sao iluminadas por um feixe plano de laser. Utilizam se correlacoes as quais identificam as particulas nas duas imagens, medindo seu deslocamento e, a partir dele, o vetor velocidade e calculado. Para validacao da tecnica foram realizados testes com agua em tubo liso para escoamentos turbulentos de numeros de Reynolds Re=4900, 10000, 17800 e 24600. Na contracao abrupta de razao de contracao b=2,27 foram realizados testes para numeros de Reynolds a montante da contracao ReD=4900, 10000, 17800 e 24600. Para a contracao abrupta de razao de contracao b=4,39 foram realizados testes para numeros de Reynolds a montante da contracao ReD=4900, 7500, 10000 e 13500. A partir dos mapas vetoriais de velocidade obtidos pelo sistema PIV foram apresentados como resultados mapas escalares de velocidade e perfis de velocidade media na regiao do tubo a montante da contracao, onde foi possivel observar o desenvolvimento do escoamento conforme se aproxima da contracao. O diferencial de pressao tambem foi medido e o coeficiente de queda de pressao na contracao foi calculado. Os resultados se mostraram satisfatorios quando comparados com a literatura. A tecnica PIV se mostrou eficaz para visualizacao de campos de velocidades.