RESUMO -A velocimetria por imagem de partícula (PIV) tem demonstrado um bom desempenho na análise de escoamentos de uma única fase. Entretanto, em escoamentos multifásicos encontrados em coluna de bolhas, por exemplo, o acesso óptico da câmera e a iluminação homogênea da luz laser são afetados pela presença das bolhas. Este trabalho tem como objetivo avaliar a qualidade das medidas PIV da fase líquida com o aumento da vazão de gás em uma coluna de bolhas com expansão de diâmetro. Além do melhor ângulo da câmera em relação ao plano de luz laser, foi avaliado o processamento da imagem PIV com o aumento da quantidade de imagem de bolhas na área investigada. Os ensaios experimentais foram realizados no sistema água-ar, em uma coluna cilíndrica de acrílico de 1 m de altura e diâmetro inferior e superior igual a 145 mm e 246 mm, respectivamente. A faixa de vazão de gás investigada foi de 2 -20 L/min. A área investigada tem um tamanho de 14,5 x 10 cm e se localiza a 15,4 cm do distribuidor de gás.

RESUMODevido à sua construção simples e facilidade de operação, colunas de bolhas são frequentemente aplicadas em processos industriais. O conhecimento do comportamento fluidodinâmico desses reatores é importante para o controle da transferência de calor, transferência de massa e taxa de reação química. Muitos trabalhos baseiam-se na análise de flutuações de pressão para descrever o comportamento complexo de uma coluna de bolhas. Porém, sendo uma medida indireta da dinâmica do escoamento, essa torna-se a sua principal desvantagem. Nesse contexto, destaca-se a técnica de velocimetria por imagem de partícula (PIV). A PIV é uma técnica de medida não intrusiva que determina a distribuição de velocidade em uma área de investigação. Este trabalho tem como objetivo avaliar o escoamento da fase líquida usando a análise de caos a partir de medições PIV de flutuações de velocidade em uma seção de coluna de bolhas para diferentes vazões de gás. Para isto, utilizou-se os conceitos da entropia de Kolmogorov. A análise caótica se desponta como um método promissor, tendo como principal vantagem a sensibilidade a pequenas alterações do escoamento, em relação as análises no domínio do tempo e frequência. Os resultados obtidos mostram que é possível extrair informações relevantes a partir das medidas PIV em conjunto com a análise da entropia de Kolmogorov. Contudo, foi observado que para altas vazões a descrição da dinâmica do sistema requer maior atenção.

RESUMOEscoamentos multifásicos são amplamente utilizados em diversos setores industriais. Os resíduos pesados de petróleo podem ser hidrocraqueados em reatores trifásicos (gás-líquido-sólido) e a influência da fase sólida no escoamento é de grande importância nesse tipo de processo. O estudo da fluidodinâmica no interior dos equipamentos permite melhorias de projeto e, por consequência, maior eficiência na quebra dos resíduos. Neste trabalho são utilizadas duas técnicas de análise combinadas para avaliar e predizer o comportamento fluidodinâmico no interior de uma coluna de bolhas com expansão de diâmetro em casos bifásicos e trifásicos. São elas: Velocimetria por Imagem de Partícula (PIV) e Fluidodinâmica Computacional (CFD). Experimentalmente, na análise por PIV, foram avaliadas 5 vazões diferentes da fase gasosa com e sem a presença de material particulado e as duas vazões mais elevadas são comparadas com dados numéricos (CFD). Os resultados numéricos e experimentais apresentaram concordância e a presença de sólidos produziu mudanças nos campos e perfis de velocidade em todos os casos.