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http://hdl.handle.net/11422/21942| Type: | Dissertação |
| Title: | Avaliação de confiabilidade na medição de velocidade utilizando a técnica de velocimetria por imagem de partículas aplicada a microcanais |
| Author(s)/Inventor(s): | Curcino, Ingrid Vasconcelos |
| Advisor: | Cotta, Carolina Palma Naveira |
| Abstract: | A técnica de velocimetria por imagem de partícula de microrresolução (μPIV) é um método aplicado para a caracterização de escoamentos em sistemas microfluídicos devido ao seu caráter não-intrusivo, resolução espacial e medição de campo de velocidade atraentes para análise de escoamento em microescala. Todavia, para avaliar a qualidade das medidas quantitativas de velocidade obtidas por meio desta técnica, a estimativa das fontes de incerteza de medição e as interações de diversos parâmetros experimentais e característicos da aplicação da própria técnica apresentam-se como tarefas desafiadoras. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo a análise da confiabilidade nas medições de velocidade com o uso da técnica μPIV, por meio da quantificação das fontes de incerteza em escoamentos em microcanais retos. Utilizou-se diferentes fluidos (água deionizada, glicerina 78% (V/V) e óleo mineral leve) com vazões volumétricas entre 0,02 e 199 μL/min. A influência dos parâmetros de processamento, ópticos, dinâmicos e experimentais sobre a medição de velocidade foi avaliada por meio da comparação com a solução analítica para um escoamento laminar de um fluido newtoniano, obtendo-se uma concordância maior que 95% entre os dados experimentais e teóricos, na região de velocidade máxima. Além disso, verificou-se a eficiência da técnica de medição na caracterização do escoamento em um microcanal em zigzag observando a capacidade de técnicas adaptativas de correlação nas estimativas de velocidade. |
| Abstract: | The Micro-Resolution Particle Image Velocimetry (μPIV) is a method used for the flow characterization in microfluidic systems due to its non-intrusive nature, spatial resolution and velocity field measurement capability; interesting for microscale flow analysis. However, in order to evaluate the quality of quantitative velocity measurements obtained through this technique, estimation for the measurements uncertainty sources and the interactions of several experimental and typical parameters of its application is a challenging task. Therefore, this study aims to analyze the reliability in velocity field measurements using the μPIV technique through uncertainty sources quantification in flows inside straight microchannels using different fluids (deionized water, glycerol solution 78% and light mineral oil) and volumetric flow rates between 0.02 and 199 μL/min. The influence of processing, optical, dynamic and experimental parameters on the measurements of velocities was evaluated comparing it with the analytical solution for Newtonian fluid laminar flow, obtaining an agreement of more than 95% between experimental and theoretical data in the region of maximum speed. In addition, after evaluating the influence of the aforementioned parameters, it was verified the efficiency of measurements of velocity field of the flow in a microchannel in zigzag considering the experimental uncertainties, observing the capability of adaptive correlation techniques on experimental velocity fields measurement. |
| Keywords: | Microcanais Velocimetria por imagem. |
| Subject CNPq: | Engenharia Mecânica |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica |
| Production unit: | Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia |
| Publisher: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Issue Date: | Mar-2020 |
| Publisher country: | Brasil |
| Language: | por |
| Right access: | Acesso Aberto |
| Appears in Collections: | Engenharia Mecânica |
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