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Previamente à execução dos experimentos a seção de testes era preenchida com água e as válvulas de entrada eram fechadas, mantendo assim a água em condição quiescente no interior da seção de testes. Tal procedimento visa a verificação dos transdutores diferenciais de pressão, os quais para tal condição devem indicar uma diferença de pressão nula. As vazões fornecidas pelos transdutores devem também indicar valores nulos. Avaliou-se também a coerência dos transdutores de pressão absoluta, sendo que o transdutor instalado próximo aos medidores de vazão turbina deve indicar valor próximo ao definido através da válvula reguladora de pressão (em condições com pressão do separador de condensado superior ao valor ajustado pela válvula), e o transdutor instalado na seção de testes deve apresentar valor ligeiramente superior à pressão atmosférica.

Posteriormente à confirmação do correto funcionamento dos transdutores, a bomba centrífuga era acionada através do variador de frequência. O ajuste da velocidade superficial da fase líquida se dava através de um sistema de controle em malha fechada, conforme descrito na seção 6.10. Em seguida acionava-se a torre de resfriamento e as bombas centrífugas responsáveis pela circulação de água resfriada através dos trocadores de calor do circuito de água e do resfriamento de ar comprimido.

O compressor de ar era então acionado, e após a estabilização da velocidade da fase líquida, a velocidade superficial de ar era ajustada manualmente através das válvulas de agulha e globo.

Com o objetivo de evitar danos dos transdutores de vazão de ar, definiu-se como vazão máxima de operação do transdutor um valor correspondendo a 95% do fundo de escala indicado pelo fabricante. Para condições experimentais em que o valor desejado de vazão é superior a este limite, um transdutor para vazões superiores era selecionado através da manobra de válvulas de esfera.

Após o estabelecimento das velocidades superficiais desejadas, aguardava-se aproximadamente trinta segundos antes do início da gravação dos dados. Adotou-se como

182 Regressão dos dados e procedimento experimental

Fabio Toshio Kanizawa EESC – USP

critério de condição estável variações de velocidades em relação aos valores desejados entre ±0,5 e 1% para água e ar, respectivamente. Em escoamentos intermitentes a oscilação da pressão na seção de testes decorrente da passagem de pistões de líquido causava variações na densidade do ar. Isto implicava em oscilações do jg calculado para uma mesma vazão de gás.

Portanto para escoamentos intermitentes considerou-se regime permanente relativo a jg

variações entre ±5% do valor medido.

Vale destacar que o aparato experimental atinge condições de regime permanente após intervalos de tempo reduzidos. Tal comportamento se relaciona ao fato do volume total de fluido na seção de testes ser renovado em poucos segundos para as velocidades superficiais empregadas, e transientes térmicos mostram-se irrelevantes para as condições experimentais. A obtenção da condição de regime permanente era confirmada pelos transdutores diferenciais de pressão, que durante e imediatamente após a variação das vazões apresentavam variação nos valores medidos, os quais se tornavam estáveis após alguns segundos.

Uma vez estabelecida condição de regime permanente os sinais dos sensores e transdutores eram adquiridos durante 60 segundos, realizando simultaneamente o registro de imagens e vídeos do escoamento. Após a gravação dos dados para uma determinada condição experimental, incrementava-se a velocidade superficial do gás para o próximo valor desejado, estabelecendo-se assim uma nova condição experimental. Este procedimento era repetido até a condição de jg máximo. Em seguida reduzia-se a velocidade do ar para o valor mínimo de jg

e ajustava-se uma nova velocidade superficial da água, repetindo-se o procedimento anterior e obtendo-se assim outro conjunto de resultados.

Resultados foram levantados para as seguintes condições experimentais:

 Velocidade superficial da água entre 0,02 e 1,50 m/s, correspondente ao limite inferior de vazão do transdutor eletromagnético de capacidade inferior e ao limite superior do sistema de bombeamento, respectivamente;

 Velocidade superficial do ar entre 0,20 e 10,00 m/s, correspondente ao limite inferior de vazão do transdutor turbina de capacidade inferior e ao limite máximo de vazão do compressor.

As velocidades superficiais avaliadas encontram-se distribuídas entre os limites operacionais em 40 valores segundo uma progressão geométrica, uma vez que a faixa de

EESC – USP Fabio Toshio Kanizawa velocidades é ampla e os mapas de padrão de escoamento são apresentados em gráficos bilogarítmicos.

Durante ensaios para escoamentos bifásicos com vazões da fase líquida intermediárias e elevadas e padrões descontínuos (intermitente e agitante), verificou-se vibrações excessivas na seção de testes. Assim adotou-se como critério para a velocidade máxima do gás a condição em que o transdutor diferencial de resposta rápida indicasse variações com amplitudes superiores a 6 e 10 kPa, para tomadas de pressão instaladas entre 7 e 11 camadas, respectivamente. Assim, para jl intermediários e elevados obteve-se resultados para número

de jg inferior a 40, portanto o número de combinações de velocidades superficiais é inferior a

1600.

Os ensaios com o sensoriamento capacitivo foram realizados com as tomadas de pressão instaladas após a décima primeira e a décima oitava camadas. Para estas condições ajustou-se a válvula reguladora de pressão para uma pressão manométrica de aproximadamente 3 bar na linha de ar comprimido. Isto permitiu a realização de ensaios para

jg inferiores a 0,20 m/s. Nestes casos considerou-se a extrapolação da progressão geométrica

para valores inferiores, obtendo resultados para velocidades superficiais da fase gás a partir de 0,13 m/s.

Durante os experimentos com o sistema óptico, a pressão na linha de ar comprimido foi reduzida para 1,5 bar manométricos. Desta forma os ensaios foram realizados para velocidades superficiais da fase gasosa ainda mais inferiores, a partir de 0,11 m/s. Neste caso elevou-se progressivamente a velocidade até condição em que fosse possível visualizar as bolhas cortando o plano de iluminação sem excessiva perturbação de bolhas de gás acima do plano de iluminação.