S-PIV-3D

Túnel Hidrocinemático

Características

Ensaios

Características

A crescente acessibilidade aos dispositivos de automação, controle computadorizado, aquisição e processamento de imagens torna viável o desenvolvimento de equipamentos para modernização de laboratórios didáticos de ensino de engenharia. O Brasil tem um grande déficit com relação ao reequipamento dos laboratórios de ensino e sua inclusão no atual contexto tecnológico que envolve de sobremaneira a informação digital, seu processamento e obtenção de resultados. O ensino de engenharia, mantendo sua concepção didática, tem que fornecer subsídios para acompanhar os meios contemporâneos de integração tecnológica.
Medições com o Sistema S-PIV-3D são realizadas no Túnel Hidrocinemático. Este equipamento consiste numa bancada de ensaios com produção de escoamento controlado numa variada gama de numero de Reynolds onde são realizados ensaios de escoamentos em torno de corpos sólidos.

Esquema do funcionamento interno do Túnel Hidrocinemático.

Os resultados obtidos consistem em campos de velocidades em torno e a jusante dos modelos sólidos e correspondem a gráficos bidimensionais e tridimensionais compostos por distribuição de vetores e linhas de corrente. No software S-PIV-3D estes gráficos podem ser manipulados interativamente de forma a se observar por qualquer ângulo, obter detalhes específicos e extrair dados numéricos. Uma visualização sucessiva de gráficos pode ser usada para verificação do comportamento cinemático do escoamento no espaço e no tempo. O túnel foi projetado para proporcionar um escoamento controlado e condicionado. Foram utilizadas estruturas de dissipação de turbulência na recirculação do circuito por moto-bomba. Na região de medição as paredes são de acrílico para prover as necessidades de visualização e acessibilidade do Sistema S-PIV-3D.
A foto ao lado ilustra o Túnel Hidrocinemático com a instalação do Sistema S-PIV-3D.

As ilustrações a seguir contém reproduções de algumas das fases do projeto do Túnel Hidrocinemático.
a) Modelo 3D;
b) Vista em planta;
c) Vista em elevação.

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Ensaios

Os ensaios consistiram em medições bidimensionais e tridimensionais com prospecção em torno e a jusante de modelos sólidos. A seguir são apresentados alguns exemplos de ensaios e resultados obtidos com a aplicação do Sistema S-PIV-3D no Túnel Hidrocinemático.

Ensaio de escoamento em torno de um cilindro.
Neste ensaio foi usado um cilindro horizontal com 25mm de diâmetro acoplado entre as paredes do túnel. A lâmina laser foi direcionada verticalmente com emissão de origens distribuídas de forma a evitar sombreamentos. As velocidades de operação ficaram em torno de 10cm/s. A instalação deste ensaio está representada através da figura ao lado.
Veja alguns resultados - clique aqui.

Ensaio de escoamento através de um orifício.
O ensaio foi realizado usando uma barra com orifício de seção quadrada com 15mm de lado. A instalação deste ensaio está representada através da figura ao lado.
Veja alguns resultados - clique aqui.

Ensaio de escoamento sob comporta de fundo.
O ensaio foi realizado usando uma barra com espaço inferior. A instalação deste ensaio está representada através da figura ao lado.
Veja alguns resultados - clique aqui.

Os autores reconhecem agradecidamente o suporte do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq - Brasil

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Obs.:
Algumas ilustrações mantém texto em inglês por terem sido elaboradas originalmente para publicação nesta lingua. Todas as ilustrações e textos contidos neste site estão a disposição para utilização com fins exclusivamente educacionais e desde que seja mencionada a fonte.

UEPG - Ponta Grossa State University - Civil Engineerig Department - Prof.Dr. Marcos Rogério Szeliga

------------------------------------------------------------------- 2008 © WebSite by M.R.S. ------------------------------------------------------------
Key words:
PIV, Particle Image Velocimetry, Hydraulics, Fluid Mechanics, Fluid Dinamics, Fluid Kinematics, Computational Vision, Flow Measurements, Turbulence, Non-intrusive measurement methods, Laboratory facilities, 2D and 3D visualization techniques.
Palavras chave:
Velocimetria por Imagens de Partículas, Hidráulica, Mecânica dos fluidos - Dinâmica - Cinemática, Visão Computacional, Medições de escoamentos, Métodos não intrusivos, Equipamentos de laboratório, Técnicas de visualização 2D e 3D.

Túnel Hidrocinemático
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Características

A crescente acessibilidade aos dispositivos de automação, controle computadorizado, aquisição e processamento de imagens torna viável o desenvolvimento de equipamentos para modernização de laboratórios didáticos de ensino de engenharia. O Brasil tem um grande déficit com relação ao reequipamento dos laboratórios de ensino e sua inclusão no atual contexto tecnológico que envolve de sobremaneira a informação digital, seu processamento e obtenção de resultados. O ensino de engenharia, mantendo sua concepção didática, tem que fornecer subsídios para acompanhar os meios contemporâneos de integração tecnológica. Medições com o Sistema S-PIV-3D são realizadas no Túnel Hidrocinemático. Este equipamento consiste numa bancada de ensaios com produção de escoamento controlado numa variada gama de numero de Reynolds onde são realizados ensaios de escoamentos em torno de corpos sólidos.		Esquema do funcionamento interno do Túnel Hidrocinemático.

Os resultados obtidos consistem em campos de velocidades em torno e a jusante dos modelos sólidos e correspondem a gráficos bidimensionais e tridimensionais compostos por distribuição de vetores e linhas de corrente. No software S-PIV-3D estes gráficos podem ser manipulados interativamente de forma a se observar por qualquer ângulo, obter detalhes específicos e extrair dados numéricos. Uma visualização sucessiva de gráficos pode ser usada para verificação do comportamento cinemático do escoamento no espaço e no tempo. O túnel foi projetado para proporcionar um escoamento controlado e condicionado. Foram utilizadas estruturas de dissipação de turbulência na recirculação do circuito por moto-bomba. Na região de medição as paredes são de acrílico para prover as necessidades de visualização e acessibilidade do Sistema S-PIV-3D. A foto ao lado ilustra o Túnel Hidrocinemático com a instalação do Sistema S-PIV-3D.

As ilustrações a seguir contém reproduções de algumas das fases do projeto do Túnel Hidrocinemático. a) Modelo 3D; b) Vista em planta; c) Vista em elevação.		a)
b)	c)

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Ensaios
Os ensaios consistiram em medições bidimensionais e tridimensionais com prospecção em torno e a jusante de modelos sólidos. A seguir são apresentados alguns exemplos de ensaios e resultados obtidos com a aplicação do Sistema S-PIV-3D no Túnel Hidrocinemático.
Ensaio de escoamento em torno de um cilindro. Neste ensaio foi usado um cilindro horizontal com 25mm de diâmetro acoplado entre as paredes do túnel. A lâmina laser foi direcionada verticalmente com emissão de origens distribuídas de forma a evitar sombreamentos. As velocidades de operação ficaram em torno de 10cm/s. A instalação deste ensaio está representada através da figura ao lado. Veja alguns resultados - clique aqui.

Ensaio de escoamento através de um orifício. O ensaio foi realizado usando uma barra com orifício de seção quadrada com 15mm de lado. A instalação deste ensaio está representada através da figura ao lado. Veja alguns resultados - clique aqui.

Ensaio de escoamento sob comporta de fundo. O ensaio foi realizado usando uma barra com espaço inferior. A instalação deste ensaio está representada através da figura ao lado. Veja alguns resultados - clique aqui.

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Obs.: Algumas ilustrações mantém texto em inglês por terem sido elaboradas originalmente para publicação nesta lingua. Todas as ilustrações e textos contidos neste site estão a disposição para utilização com fins exclusivamente educacionais e desde que seja mencionada a fonte.

UEPG - Ponta Grossa State University - Civil Engineerig Department - Prof.Dr. Marcos Rogério Szeliga ------------------------------------------------------------------- 2008 © WebSite by M.R.S. ------------------------------------------------------------ Key words: PIV, Particle Image Velocimetry, Hydraulics, Fluid Mechanics, Fluid Dinamics, Fluid Kinematics, Computational Vision, Flow Measurements, Turbulence, Non-intrusive measurement methods, Laboratory facilities, 2D and 3D visualization techniques. Palavras chave: Velocimetria por Imagens de Partículas, Hidráulica, Mecânica dos fluidos - Dinâmica - Cinemática, Visão Computacional, Medições de escoamentos, Métodos não intrusivos, Equipamentos de laboratório, Técnicas de visualização 2D e 3D.