Características turbulentas de um tanque agitado com medidas PIV 2C-2D

Abstract

Aos meus pais, Valeria Freitas de Lima e Freitas e Luiz Arnaldo da Silva Freitas (in memoriam), pelo tempo e pelos recursos investidos na minha educação.Aos meus amigos, Paula Trindade da Silva, Thalita Cardoso Neves, Gustavo Carvalho Menezes e Aliandra Duarte Barbutti, que fiz ao longo da minha passagem na Unicamp pelo companheirismo e pela motivação na forma de estudo, de descontração e de apoio quando se fez necessário.Ao Professor Doutor Guilherme José de Castilho pelo empenho ao me ensinar grande parte do que sei sobre o tema e dedicação à defesa dessa Dissertação de Mestrado, acima de tudo, pela sua amizade. Obrigada pela sua orientação.Ao Professor Doutor José Roberto Nunhez pela sua coorientação.Aos doutores Helder Moura de Lima e Rodrigo de Lima Amaral pelo exemplo de profissionalismo, indescritível apoio ao meu desenvolvimento acadêmico durante esses dois anos de trabalho e atenção dedicada à produção desse texto.Aos meus colegas de trabalho, que se fizeram verdadeiros amigos durante esses anos de convivência no LACEM (Laboratório de Caracterização de Escoamentos Multifásicos), por todo suporte oferecido.A Petróleo Brasileiro S / A -PETROBRAS (Cenpes) pelo suporte financeiro por meio do Processo 2017 / 00376-1.O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior -Brasil (CAPES) -Código de Financiamento 001.Se teu Orixá deixou que uma pedra atrapalhasse seu caminho, é porque ele confiava na sua capacidade de retirá-la e seguir. RESUMOTanques de agitação são normalmente utilizados em muitas operações industriais. A qualidade da mistura gerada a partir de um determinado design do tanque de agitação pode ser obtida utilizando métodos experimentais e/ou computacionais. A técnica experimental de velocimetria por imagem de partícula (PIV -Particle Image Velocimetry) em duas dimensões e duas componentes (PIV 2C-2D) pode fornecer informações detalhadas sobre as variações espaço-temporais em um tanque de mistura. As características do fluxo turbulento são fundamentais para a compreensão da operação nesses equipamentos, sendo a energia cinética turbulenta (TKE) e a taxa de dissipação de energia (EDR), parâmetros que vêm sendo amplamente investigados para caracterizar o escoamento dentro de um tanque de mistura.Para obter a TKE, a técnica bidimensional PIV (2C-2D) gera resultados satisfatórios a partir de formulações aproximadas que pode ser obtida diretamente de alguns softwares computacionais. Para a determinação da EDR, faz-se necessário um método adicional para correção, pois alguns estudos relatam que os valores obtidos empregando a PIV (2C-2D) são subestimados e, portanto, deve ser investigado separadamente, por exemplo, criando e/ou testando rotinas/métodos em softwares numéricos. Além disso, uma outra questão reside na maioria dos trabalhos nessa área assumirem condição de simetria axial nas medições PIV, o que não é plenamente justificada para campos eulerianos devido à própria anisotropia do escoamento. Diante dessas questões, para um melhor entendimen...