Resumo: O escoamento em golfadas é o padrão mais importante dos escoamentos bifásicos devido a sua ocorrência em uma ampla faixa de vazões de liquido e gás. Além disso, por ser o padrão golfadas caracterizado por uma sucessão de pistões de líquido seguidos por bolhas alongadas de gás, todos os padrões bifásicos podem ser reconhecidos nele. Também, o padrão golfadas está presente em muitos equipamentos industriais utilizados em atividades com grande interesse econômico. E, em muitas das aplicações industriais, há a necessidade de se aumentar ou diminuir a vazão volumétrica de uma das fases, o que gera uma onda de pressão e de fração de vazio. Conhecer o comportamento da propagação dessas ondas é de suma importância na avaliação do desempenho dos equipamentos. Esse trabalho utiliza um modelo de seguimento dinâmico de bolhas e pistões, conhecido como slug tracking, para estudar o comportamento dessas ondas. O modelo escolhido para o estudo foi o proposto por Rosa et al. (2015) por ser um modelo que considera os efeitos de compressibilidade do escoamento, entre outros termos. O estudo numérico é realizado através do escoamento ao longo de um duto horizontal com diâmetro interno de 0,026 m e comprimento de 22,256 m, e os fluidos utilizados foram ar e água. A capacidade de previsão do modelo para a velocidade de propagação da onda de pressão é fortemente influenciada pela condição de contorno, principalmente pelo tempo necessário para que a vazão do novo estado de regime permanente seja atingida na entrada da tubulação. Uma metodologia para se avaliar esse tempo é proposta baseado na constante de amortecimento da oscilação em um sistema tipo massa-mola-amortecedor. Os resultados numéricos foram confrontados com dados experimentais publicados por Maria (2016). O modelo captura as principais características da onda de pressão e de fração de vazio, desde que a condição de entrada respeite o tempo necessário para se atingir o novo estado de regime permanente determinado pela constante de amortecimento Ver menos

Abstract: The slug flow is the most important two-phase flow pattern because it occurs in a wide range of gas and liquid volumetric flow rates. Also, because the slug flow pattern is characterized by a succession of an aerated liquid pistons trailed by a long gas bubble along the pipe, all the two-phase patterns can be recognized in it. Furthermore, the slug flow pattern is present in many industrial equipment used in industrial activities with great economic interest. And, many industrial applications require an increase or decrease in either the gas or the liquid flow rate, which generate the void fraction and pressure waves. The void fraction and pressure wave propagation studies are very important in the equipment's performance evaluation. This work uses a slug tracking model proposed by Rosa et al. (2015) to study the behavior of these waves. This model was chosen because the flow compressibility is considered among other effects. The studies were conducted on a horizontal pipe with 26 mm ID and 22.256 m long and the working fluids were air and water. The inlet boundary condition has great influence in the model's calculation capability for the pressure wave velocity, mainly as to how much time is needed for the new steady state regimen needs for to be achieved at inlet. One methodology to assess this time is proposed based in the damping ratio for a mass-spring-damper free vibration system. The numerical results were compared with the experimental data published by Maria (2016). The model captures the main characteristics of the void fraction and of the pressure wave only if the inlet boundary condition allows the necessary time for the new steady state regimen to be established, which is determined by the damping ratio Ver menos