Instrumentação baseada em redes de Bragg em fibra ótica para a monitoração da vazão de fluídos através do uso da termometria

• Ano de defesa: 2010
• Autor(a) principal: Patyk, Rodolfo Luiz
• Orientador(a): Kalinowski, Hypolito Jose
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
• Palavras-chave em Português: Detectores ópticos; Medidores de fluxo; Engenharia elétrica; Optical detectors; Flow meters; Electric engineering
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1342

Neste trabalho foi inferida a vazão de um fluido que escoava em um tubo de cobre através do uso da termometria em diferentes regimes de escoamento, com o uso de sensores óticos de temperatura baseados em redes de Bragg escritas em fibras óticas (FBG). Foi utilizado um processo de medição não-intrusivo de vazão através do uso da termometria o qual consiste no monitoramento da temperatura em dois pontos fixos, com uma distância conhecida (d), na parede externa do tubo. Além dos sensores óticos de temperatura foram utilizados sensores comerciais de temperatura, termopares, com a intenção de comparar os resultados obtidos experimentalmente. No experimento o fluido estará escoando com uma temperatura T1, e em determinado tempo será liberado um pequeno volume de fluido com temperatura T2, onde T2 > T1, simulando um pulso térmico. É monitorada a evolução temporal do pulso térmico e anotado o tempo de trânsito (t) entre os dois sensores de temperatura. Com o valor da distância (d) e o tempo de trânsito (t) obtemos a velocidade média de escoamento (v). De posse da (v) e área de seção transversal do tubo (A) podemos inferir a vazão. A técnica de medição não-intrusiva de vazão através do uso da termometria foi testada para diferentes regimes de escoamento: laminar, transição e turbulento. Foram comparados os valores medidos da vazão mássica do sistema com os valores obtidos experimentalmente para os sensores comerciais e redes de Bragg. Para o regime turbulento a exatidão de medição da velocidade de escoamento do fluido foi de 0,75 para os sensores óticos e 0,60 para os sensores comerciais. No caso do regime de transição a exatidão na medida foi de 0,90 para o sensor ótico e 0,69 para os sensores comerciais. Finalmente para o regime laminar a exatidão nas medidas foram [sic] de 0,98 para os sensores ótico [sic] e 0,76 para os sensores comerciais.