Experimental analysis of liquid-liquid flow

Orientador: Ricardo Augusto MazzaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: O interesse nos estudos do escoamento bifásico líquido-líquido aumentou recentemente, principalmente devido as aplicações na indústria petroquímica, onde esse tipo de escoamento ocorre comumente no transporte de óleo e água. Neste trabalho foi analisado o escoamento bifásico de água e querosene em laboratório, visando a obtenção de novos dados experimentais além de um melhor entendimento do escoamento líquido-líquido. O aparato possui três seções de testes: uma vertical, uma horizontal e uma transição vertical horizontal (curva). A linha de teste é construída inteiramente de acrílico e possui diâmetro de 0,026 m. Foram determinados os padrões de escoamento da linha vertical e horizontal utilizando técnicas de visualização e da sonda de impedância local. Os mapas de padrões identificados foram comparados com os mapas da literatura. As frações de líquido foram determinadas por meio de duas técnicas de medições diferentes: a primeira utilizando a técnica gravimétrica, na qual os fluidos são aprisionados por válvulas de fechamento rápido e a segunda por intermédio de uma sonda de impedância local, utilizada para determinar o perfil de fração de líquido do escoamento. Os gradientes de pressão foram capturados por transdutores de pressão diferencial nas três seções e ainda uma análise da inversão de fase foi realizada. Os resultados das frações de líquido e dos gradientes de pressão foram comparados com modelos unidimensionais. Um estudo qualitativo do escoamento na curva, por meio de visualização, foi realizado para analisar como esse escoamento pode interferir no escoamento vertical e horizontal. Por fim, analisou-se um tipo de escoamento transiente na linha vertical, utilizando visualização e uma sonda de impedância de hasteAbstract: The study of the liquid-liquid two-phase flow has increased recently, mainly due to the interest of the petrochemical industry, where this type of flow commonly occurs in the transport of oil and water. In this work is analyzed the two-phase flow of water and kerosene, in order to obtain new experimental data and a better understanding of liquid-liquid flow. The apparatus has three test sections, one vertical, one horizontal and one transition of vertical to horizontal (curve). The test section is constructed entirely of acrylic and has a diameter of 0.026 m. The flow patterns were determined for the vertical and horizontal line using images and the local impedance probe. The flow patterns maps were compared with maps of literature. The holdup was determined with two different measurement techniques. The first was using the gravimetric technique, where fluids are trapped by closing valves. The second is by a local impedance probe used to determine the holdup profile. Pressure gradients were captured by differential pressure transducers for the three sections, and an analysis of the phase inversion was performed. The results of pressure gradients were compared with one-dimensional models. A qualitative study of flow on the curve, through visualization, was conducted to analyze how this flow may interfere with the vertical and horizontal flow. Finally, a type of transient flow in a vertical line was analyzed using visualization and a rod impedance probeDoutoradoTermica e FluidosDoutor em Engenharia Mecânica4721 e 4357Funcam