Hidrodinâmica de escoamento pistonado vertical ascendente em líquido estagnado.
Escoamento pistonado; Região de esteira; Bolha de Taylor; Metódo de campo de fase.
Um estudo experimental e numérico da hidrodinâmica de escoamentos pistonados verticais do tipo ar-água em líquido estagnado é apresentado. Na parte experimental, consideramos uma técnica de filmagem rápido para analisar uma única bolha ascendendo em água estagnada sob escoamento laminar dentro de um tubo circular. Os parâmetros de escoamento obtidos incluem a velocidade de ascensão, o comprimento da bolha e a espessura do filme líquido para diferentes volumes de entrada de ar. Na parte numérica, usamos um modelo de campo de fase que combina as equações de Navier-Stokes e Cahn-Hilliard. Este modelo é aplicado para simular escoamentos com as mesmas características dos experimentais. Além disso, consideramos características do escoamento que não são facilmente obtidas em abordagens experimentais. Devido à considerável falta de dados disponíveis para características de escoamentos com altos valores de Nf, realizamos simulações para avaliar Nf maior que 1500. Apresentamos resultados para a vorticidade da esteira turbulenta e perturbação causada pela tensão de cisalhamento na parede da tubulação.