Artigo Completo - Open Access.

Idioma principal

INCERTEZA DE MEDIDAS PIV 2D-2C E 2D-3C: ANÁLISE DO CENÁRIO ATUAL E ESTUDO DE CASO EM UMA COLUNA DE BOLHAS

AMARAL, RODRIGO DE LIMA; MOURA, HELDER LIMA DE; FORERO, DIANA ISABEL SÁNCHEZ; CASTILHO, GUILHERME JOSÉ DE; VIANNA, SÁVIO SOUZA VENÂNCIO; MORI, MILTON;

Artigo Completo:

A determinação da distribuição da velocidade em sistemas gás-liquido ou gás-sólido presentes em processos químicos, bioquímicos e petroquímicos pela velocimetria de imagem de partícula (PIV) é relevante para a identificação de estruturas de escoamentos para validação de modelos númericos (CFD). Para cada experimento PIV, o erro de medição não é conhecido. O objetivo da quantificação da incerteza é produzir uma estimativa de um intervalo que contém o erro de medida. O uso de dados experimentais com a incerteza desconhecida para validação de um modelo numérico expõe o usuário a riscos. Além de apresentar as principais fontes de erro em medidas PIV 2D-2C (duas dimensões, duas componentes) e 2D-3C (duas dimensões, três componentes), esse trabalho apresenta alguns métodos para quantificar a incerteza: surperfície de incerteza (US), disparidade de partícula (PD), razão de pico (PPR) e estatística de correlação (CS). Um estudo de caso foi feito analisando a incerteza da medida da velocidade 2D-2C e 2D-3C da fase líquida no escoamento em uma coluna de bolhas.

Artigo Completo:

Palavras-chave: ,

Palavras-chave: ,

DOI: 10.5151/ENEMP2015-CD-702

Referências bibliográficas
  • [1] ADRIAN, R. J. Dynamic ranges of velocity and spatial resolution of particle image velocimetry Meas. Sci. Technol. V. 8 1393. 1997
  • [2] AMARAL, R. L., Uso da Velocimetria por Imagem de Partícula (PIV) na Indústria do Petróleo, Palestra UFPE, Recife- PE, 2013.
  • [3] AMARAL, R. L; FORERO, D. I. S.; Da COSTA, K. K.; VIANNA, S. S. V.; TARANTO, O. P.; MORI, M. Efeito da função de mapeamento na distribuição da velocidade da fase líquida na seção de uma coluna de bolhas por PIV. Congresso Brasileiro de Engenharia Química (COBEQ). Florianópolis-SC. Brasil. 2014.
  • [4] AMARAL, R. L; G. J. CASTILHO; VIANNA, S. S. V. e MORI, M. Tomographic Particle Image Velocimetry (Tomographic-PIV): é possível medir concentração de partículas? Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados (ENEMP). São Carlos. Brasil. 2015 (Submetido).
  • [5] BRODER, D.; SOMMERFELD, M. An advanced LIF-PLV system for analysing the hydrodynamics in a laboratory bubble column at higher void fractions. Experiments in Fluids. V 33. 826–837. 2002
  • [6] BRODER, D.; SOMMERFELD, M. Experimental and numerical studies of the hydrodynamics in a bubble column. Chemical Engineering Science. V 54. 4913-4920. 1999.
  • [7] BRODER, D.; SOMMERFELD, M. Planar shadow image velocimetry for the analysis of the hydrodynamics in bubbly flows Meas. Sci. Technol. Vol 18. p 2513–2528. 2007
  • [8] CHARONKO, J. J. e VLACHOS, P. P. Estimation of uncertainty bounds for individual particle image velocimetry measurements from cross correlation peak-ratio. Meas Sci Technol. V. 24. 16pp. 2013.
  • [9] Da COSTA, K. K.; FORERO, D. I. S.; AMARAL, R. L.; TARANTO, O. P.; VIANNA, S. S. V.; MORI, M. Efeito da autocalibração para Stereo-PIV na distribuição da velocidade 2D3C da fase líquida em uma seção de uma coluna de bolhas. Congresso Brasileiro de Engenharia Química (COBEQ). Florianópolis-SC. Brasil. 2014.
  • [10] FINCHAM, A. M. e DELERCE, G. Advanced optimization of correlation imaging velocimetry algorithms. Exp. Fluids V. 29 S13–22. 2000.
  • [11] FINCHAM, A. M. e SPEDDING, G. R. Low cost, high resolution DPIV for measurement of turbulent fluid flow. Exp. Fluids V. 23 449–62. 1997.
  • [12] HARIHARAN, P.; GIARRA, M.; REDDY, V.; DAY, S. W.; MANNING, K. B.; DEUTSCH, S.; STEWART, S. F. C.; MYERS, M. R.; BERMAN, M. R.; BURGREEN, G. W.; PATERSON, E. G. e MALINAUSKAS, R. A. Multilaboratory particle image velocimetry analysis of the FDA benchmark nozzle model to support validation of computational fluid dynamics simulations. J. Biomech. Eng. Vol. 133. 041002. 2011.
  • [13] KEANE, R D. e ADRIAN, R. J. Theory of cross-correlation analysis of PIV images Appl. Sci. Res. V. 49 191–215. 1992
  • [14] LECORDIER, B.; DEMARE, D.; VERVISCH, L. M. J.; RÉVEILLON, J. e TRINITÉ, M. Estimation of the accuracy of PIV treatments for turbulent flow studies by direct numerical simulation of multiphase flow. Meas. Sci. Technol. V. 12 1382. 2001.
  • [15] OBERKAMPF, W. L. e ROY, C. J. Verification and Validation in Scientific Computing Cambridge University Press. 2010
  • [16] PRASAD, A. Particle image velocimetry - Review article. Current Science, v. 79, p. 51-60, 2000.
  • [17] RAFFEL, M.; WILLERT, C.; KOMPENHANS, J. Particle image velocimetry: a practical guide. Second Edi ed. Berlin Heidelberg: Springer Verlag, 2007.
  • [18] SCARANO, F. e RIETHMULLER, M. L. Advances in iterative multigrid PIV image processing Exp. Fluids. V 29. S51–60. 2000.
  • [19] SCIACCHITANO, A.; NEAL, D. R.; SMITH, B. L.; WARNER, S. O.; VLACHOS, P. P.; WIENEKE, B. E SCARANO, F. Collaborative framework for PIV uncertainty quantification: comparative assessment of methods. 17th International Symposium on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics. Lisboa, Portugal, 07-10 Julho, 2014.
  • [20] SCIACCHITANO, A.; WIENEKE, B. e SCARANO F. PIV uncertainty quantification by image matching. Meas. Sci. Technol. V. 24. 2013.
  • [21] SHAFFER, F., GOPALAN, B.; BREAULT, R. W.; COCCO, R.; KARRI, S. R. R. ; HAYS, R.; KNOWLTON, T. High speed imaging of particle flow fields in CFB risers. Powder Technology. V. 242. 86–99. 2013.
  • [22] SOLOFF, S.; ADRIAN, R.; LIU, Z. Distortion compensation for generalized stereoscopic particle image velocimetry. Measurement Science and Technology, v. 8, p. 1441-1454, 1997.
  • [23] STANISLAS, M.; KOMPENHANS, J. E WESTERWEEL, J. Particle Image Velocimetry: Progress towards Industrial Application. Dordrecht: Kluwer. 56. 2000
  • [24] TIMMINS, B. H.; WILSON, B.W.; SMITH, B. L. E VLACHOS P. P. A method for automatic estimation of instantaneous local uncertainty in particle image velocimetry measurements, Exp Fluids. v.53 pp 1133–1147, 2012.
  • [25] WERNET, M. P. PIV for turbomachinery applications, optical science, engineering and instrumentation Int. Society of Optics and Photonics pp 2–16. 1997
  • [26] WESTERWEEL, J. Fundamentals of digital particle image velocimetry Meas. Sci. Technol. V. 8 1379–92. 1997
  • [27] WIENEKE, B. e PFEIFFER, K. Adaptive PIV with variable interrogation window size and shape. 15th Int Symp on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics, Lisbon, Portugal. 2010.
  • [28] WIENEKE, B. e PREVOST, R. DIC uncertainty estimation from statistical analysis of correlation values. Conference Proceedings of the Society for Experimental Mechanics Series, pp 125-136. 2014.
  • [29] WIENEKE, B. Generic a-posteriori uncertainty quantification for PIV vector fields by correlation statistics. 17th International Symposium on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics. Lisboa, Portugal, 07-10 Julho, 2014.
  • [30] WIENEKE, B. PIV uncertainty quantification from correlation statistics. Meas. Sci. Technol. v 26. 2015.
Como citar:

AMARAL, RODRIGO DE LIMA; MOURA, HELDER LIMA DE; FORERO, DIANA ISABEL SÁNCHEZ; CASTILHO, GUILHERME JOSÉ DE; VIANNA, SÁVIO SOUZA VENÂNCIO; MORI, MILTON; "INCERTEZA DE MEDIDAS PIV 2D-2C E 2D-3C: ANÁLISE DO CENÁRIO ATUAL E ESTUDO DE CASO EM UMA COLUNA DE BOLHAS", p. 165-174 . In: In Anais do XXXVII Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados - ENEMP 2015 [=Blucher Engineering Proceedings]. São Paulo: Blucher, 2015. . São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 2359-1757, DOI 10.5151/ENEMP2015-CD-702

últimos 30 dias | último ano | desde a publicação


downloads


visualizações


indexações