Medición simultánea de velocidades de la fase sólida y líquida del flujo en canales

Resumen

En el presente trabajo se desarrolla un método para la medición simultánea de campos de velocidad de la fase sólida y de la fase líquida del flujo en canales con transporte de partículas en suspensión utilizando la técnica de velocimetría por imágenes de partículas (PIV). Se propone el uso de partículas fluorescentes de diferente tamaño, una para cada fase, y el empleo de un proceso de correlación adaptable para el cálculo de velocidades en zonas con pocas partículas. Como fase sólida se usaron partículas plásticas con un diámetro de 63 a 105 μm, teñidas con rodamina, con capacidad de emitir luz con una longitud de onda de 570 nm. Para la fase líquida se utilizó agua y para determinar su velocidad se agregaron, como trazadores, microesferas fluorescentes de origen polimérico, con diámetro comprendido entre 13 y 16 μm con una emisión de 520 nm. Se usaron dos cámaras de video; a cada una se le colocó un filtro que sólo dejó pasar la luz emitida por las partículas de una de las fases. Mediante el proceso de correlación adaptable se determinaron los campos vectoriales de velocidad correspondientes a cada fase, cuya superposición permitió el análisis del comportamiento relativo de las mismas y la verificación de la capacidad de resolución espacial y temporal del sistema utilizado. El éxito logrado con este método abre el camino para nuevos estudios de la compleja interacción entre las estructuras del flujo y las partículas en suspensión en flujos bifásicos en canales.