Estudo experimental de caracterização de sprays de etanol e gasolina injetados a alta pressão em atmosferas com temperatura controlada. - Lopes, Mateus Garcia (2024)
Este estudo apresenta caracterizações experimentais de sprays de etanol e gasolina produzidos por um bico de spray de orifício plano. Para a formação dos sprays, injeções a alta pressão foram realizadas em atmosferas com temperatura controlada. Além dos combustíveis comerciais supracitados, sprays de água destilada também foram analisados, permitindo maior sistematização da metodologia aplicada. Devido à necessidade de se obter a distribuição de tamanho e velocidade de gotas para a caracterização detalhada de sprays, torna-se indispensável a aplicação de técnicas de medição específicas, como o Phase Doppler Interferometer (PDI). O PDI é um dispositivo não intrusivo capaz de mensurar tanto o diâmetro quanto as componentes do vetor velocidade das gotículas enquanto atravessam uma região de interesse no volume de controle. Dada a natureza complexa do fenômeno de turbulência e a interação entre as fases gasosa e líquida, também serão empregadas câmeras de alta velocidade para identificar com exatidão as regiões que permitam medições específicas, como também a compreensão do comportamento do escoamento em escala macroscópica. Além disso, para garantir a origem das gotículas analisadas diretamente do spray, evitando a inclusão de partículas suspensas no ar, desenvolveu-se um sistema de escoamento concorrente (coflow). Esse dispositivo é responsável por manter as condições de contorno da fase gasosa constantes e bem conhecidas, ao mesmo tempo que remove quaisquer gotículas de recirculação, aquelas que poderiam permanecer suspensas na atmosfera após a injeção. Com base nos resultados obtidos neste estudo, comparações foram feitas com bancadas experimentais semelhantes a fim de identificar correspondência fenomenológica e validar todo aparato construído. Essa comparação permitiu a avaliação da concordância dos modelos, bem como a influência da sensibilidade das propriedades em relação ao fenômeno de atomização, além de garantir a repetibilidade experimental dos resultados.