Visualização de escoamento bidimensional em canal hidrodinâmico da biestabilidade em dois tubos dispostos lado a lado com e sem supressão do fenômeno

Abstract

Neste estudo é realizada a adaptação de uma bancada de visualização de linhas de corrente formadas por água com sabão, para a observação de linhas de emissão formadas por tinta injetada no escoamento. As observações são realizadas em dois perfis cilíndricos para a visualização do fenômeno da biestabilidade em canal aproximadamente bidimensional. A bomba e a válvula encontradas na bancada, responsáveis pelo escoamento, são mantidas. Duas abas laterais são introduzidas para diminuir a seção do canal. Dois furos criados no fundo do canal servem como entrada de tinta pelo interior dos perfis. Dois reservatórios, um para cada cor, são posicionados a uma cota superior à da bancada para criar uma coluna de liquido. Com isso se realiza injeção por gravidade regulada por válvulas. Observam-se então a ocorrência de biestabilidade em canal raso, o efeito do ângulo dos tubos em relação ao escoamento e a aplicação de aletas em cinco diferentes posicionamentos para suprimir o fenômeno. A biestabilidade ocorreu normalmente em canal raso, com alternâncias de largura de esteiras em tempos aleatórios. Para os experimentos com desvios angulares o fenômeno ocorreu apenas em ângulos inferiores a 3,92o. Para os dois testes realizados em ângulos de 0,78o e 1,57o os tempos foram progressivamente maiores entre as ocorrências, mas em tempos ainda imprevisíveis. Com a inserção das aletas a biestabilidade foi suprimida para as cinco configurações, como resultado as esteiras mantiveram larguras semelhantes e oscilando em frequências mais altas e regulares. Com as duas aletas a jusante o resultado foi diferente, uma esteira permaneceu larga e a outra estreita ao longo de toda a tomada, sendo esta considerada a melhor configuração aletada, na qual foram suprimidas todas as respostas dinâmicas.

This study is performed the adaptation of a visualization counter to chain lines formed by water with soap, to observe emission lines formed by ink injected in the flow. Observations are made in two cylindrical profiles for viewing the bistability phenomenon in approximately two-dimensional channel. The pump and the valve found on the counter, responsible for the flow are maintained. Two side flaps are introduced to decrease the channel section. Two holes created in the channel bottom serve as ink entry by profiles interior. Two reservoirs, one for each color, are positioned one elevation above to the counter to create a liquid column. This performs injection by gravity regulated by valves. We observe, then, the occurrence of bistability in shallow channel, the effect of the angle of the tubes relative to flow and the application off lips in five different positions to suppress the phenomenon. The bistability normally occurred in shallow channel, alternating at random times. For the experiments with the angular deviation, phenomenon occurred only at angles lower than 3,92 degrees. For both tests in 0,78 degrees and 1,57 degrees, the times were progressively larger between occurrences, but times still unpredictable. With the insertion of the flips, bistability has been suppressed to the five settings. As a result, mats remained similar widths and hovering higher and regular frequency. With the two flips downstream, the result was different. A mat remained broad and one narrow throughout the take, being this considered the better flipped configuration in which all dynamic responses were suppressed.