Utilização de técnicas automáticas para medição de bolhas em modelo físico de reatores metalúrgicos.

Abstract

Utilizando aparato experimental retangular de acrílico foram empregados dois tipos de refratários porosos nos quais se injetou gás inerte em diferentes vazões. Esses refratários são comumente utilizados para a injeção de gás inerte em válvulas e plugs de lingotamento contínuo e panela, respectivamente. O objetivo do estudo foi caracterizar o tamanho e a velocidade das bolhas formadas a partir da injeção do gás através do refratário. As bolhas foram caracterizadas em um recipiente contendo um volume constante de água. A caracterização das bolhas foi realizada por meio do método Shadow Sizing (medição por sombras). Além disso, um dos principais focos deste estudo foi determinar a melhor configuração do sistema Shadow Sizing visando possibilitar a caracterização de um maior número de bolhas por imagem, reduzindo ou evitando a medição de bolhas sobrepostas ou fragmentadas. Os resultados demonstraram que a técnica Shadow Sizing foi significativamente mais eficiente, detectando até 3.119 bolhas em uma única condição de teste, contra 992 bolhas medidas com o ImageJ®. O Shadow também identificou uma distribuição mais ampla de tamanhos, com alta concentração de bolhas entre 1,0 mm e 2,0 mm. Já o ImageJ® apresentou limitações na detecção de bolhas pequenas, registrando diâmetros médios maiores devido à dificuldade em medir corretamente essas bolhas, resultando em valores maiores em comparação ao Shadow Sizing, além de menor precisão em cenários com alta densidade de partículas.