As demandas por trocadores de calor mais eficientes e de menor tamanho tornam
necessário o desenvolvimento de modelos que, incorporados a programas de simulações
numéricas, possam ser utilizados como ferramentas de projeto e otimização destes
equipamentos. Nesse sentido, a caracterização do campo de velocidades ao longo de trocadores
de calor por meio de técnicas de velocimetria ótica não intrusiva permite uma melhor
compreensão dos fenômenos envolvidos e auxilia na elaboração de modelos e validação de
simulações. Todavia, tal tarefa não é trivial, devido às dificuldades de acesso físico e visual ao
escoamento imposta por geometrias complexas. Neste contexto, o presente estudo trata da
investigação de perfis de velocidades obtidos por meio da aplicação da técnica de Velocimetria
por Filtros Espaciais (SFV) com o objetivo de obter resultados que proporcionem um melhor
entendimento de escoamentos externos a banco de tubos. Resultados foram levantados em uma
seção de testes contendo 20 fileiras de tubos de 381 mm de comprimento e diâmetro externo de
20,0 mm, distribuídos segundo configuração triangular normal e razão passo transversal por
diâmetro igual a 1,25. Os experimentos foram realizados para escoamento monofásico de água
com velocidades superficiais variando de 0,0973 a 0,884 m/s, e escoamentos de água e ar com
velocidades superficiais de água e de ar variando entre 0,0398 e 0,441 m/s e de 0,00131 a 0,122
m/s, respectivamente. Os resultados obtidos pela técnica SFV permitiram caracterizar o
desenvolvimento do escoamento, o campo de velocidades da fase líquida, o perfil de
velocidades ascendentes das bolhas, a intensidade turbulenta da fase líquida, as flutuações das
velocidades ao longo do tempo e os efeitos de mecanismo de transferência de quantidade de
movimento no gradiente de pressão de escoamentos monofásicos. A máxima velocidade
ascendente das bolhas mostrou-se independente da vazão volumétrica de ar. Além disso, a
injeção de ar no escoamento de líquido promoveu a ruptura de regiões de recirculação e um
aumento de até 1530% da intensidade turbulenta da fase líquida, efeitos estes atenuados com o
aumento do número de Reynolds da fase líquida. Apesar da identificação de oscilações no
campo de velocidade, a análise espectral da flutuação da velocidade em diferentes regiões
permitiu concluir que elas ocorrem aleatoriamente estando relacionadas ao regime turbulento.
Conclui-se que a técnica SFV fornece resultados precisos da velocidade ao longo da seção de
teste apesar de sua geometria complexa. A construção de uma malha adaptativa, proposta neste
trabalho e que se auto ajusta às condições do escoamento, permitiu o levantamento do campo
de velocidades com elevada resolução espacial por meio da técnica SFV. Além disso, a reduzida
concentração de partículas requerida pela técnica SFV permitiu obter dados de velocidade
inéditos para escoamentos bifásicos.