Modelagem CFD do escoamento multifásico em calhas Parshall: influência de propriedades interfaciais

Código

III-FLUHIDROS0014

Autores

Bruno de Oliveira Lázaro, João Marcelo Vedovotto, Jonathan Utzig

Tema

02 - Modelagem física e numérica de escoamentos em estruturas hidráulicas

Resumo

A medição de vazão em canais abertos é essencial para a gestão de sistemas de abastecimento e tratamento de efluentes, sendo a calha Parshall uma das estruturas mais utilizadas para esse fim. No entanto, as equações tradicionais de vazão, de caráter empírico, não consideram efeitos interfaciais relevantes presentes em escoamentos reais, especialmente em condições multifásicas. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo analisar a influência de propriedades interfaciais no escoamento multifásico em calhas Parshall por meio de modelagem computacional de fluidos (CFD). A metodologia baseia-se na simulação numérica do escoamento ar?água utilizando o método Volume of Fluid (VOF), aliado a modelos de turbulência adequados para regimes com superfície livre. Foram avaliados diferentes valores de tensão superficial, representativos de esgoto sanitário, a fim de investigar seus efeitos sobre o perfil da superfície livre, a distribuição de velocidades e a posição da seção crítica. Os resultados indicam que variações nas propriedades interfaciais influenciam significativamente a dinâmica do escoamento, afetando a altura medida e, consequentemente, a estimativa da vazão. Observou-se também a ocorrência de fenômenos como aeração e instabilidades na interface, que não são contemplados nos modelos convencionais. Dessa forma, o uso de CFD multifásico mostra-se uma ferramenta promissora para aprimorar a compreensão e a precisão das medições em calhas Parshall, contribuindo para o desenvolvimento de abordagens mais robustas e representativas de condições reais de operação.