A presença frequente de escoamentos bifásicos em diversos processos naturais e industriais tem motivado um grande interesse acadêmico nas últimas décadas. O caso particular do escoamento gás-líquido é geralmente encontrado na indústria do petróleo, onde pode apresentar-se em diferentes padrões de escoamento. Entretanto, há relativamente poucos dados disponíveis sobre escoamento gás-líquido em dutos de seção anular de grande porte. Para o estudo dos fenômenos físicos associados ao escoamento bifásico são necessários instrumentos de medição variados. Técnicas não intrusivas, como a velocimetria por imagem de partícula (PIV), permitem a aquisição de velocidades instantâneas nos escoamentos. Com base nas velocidades locais instantâneas, funções de densidade de probabilidade, velocidades médias, flutuações das velocidades e tensões de cisalhamento de Reynolds são calculadas. Outra técnica, intrusiva e de visualização tomográfica, é o sensor de impedância elétrica de malha de fios, que é capaz de produzir imagens do escoamento com alta resolução temporal e boa resolução espacial. Foi desenvolvida uma nova versão desse sensor, aqui denominado sensor wire-mesh anular (AWMS). Foi feita a sincronização do AWMS com o PIV e com uma câmera de alta velocidade para obtenção de informações detalhadas de escoamentos bifásicos em dutos de geometria anular. Foram obtidos e analisados dados de velocidade, tamanho e frequência de passagem das bolhas em escoamento pistonado, além de perfis de velocidade e características da turbulência em diferentes posições abaixo da bolha e no pistão. Tomografias das seções transversal e lateral do escoamento ar-água no padrão de escoamento pistonado foram tomadas e analisadas. A velocidade média da bolha foi calculada usando gravação de imagens em vídeo de alta velocidade, que foi comparada com os dados de velocidade obtidos por PIV

The frequent presence of two-phase flows in natural and industrial processes has motivated a great academic interest in recent decades. The particular case of oil-gas flow is usually found in the petroleum industry, where it can be observed in different flow patterns. However, there is a lack of data about gas-liquid flow in big ducts of annular geometry. In order to study the physical phenomena in two-phase flow several advanced measuring instruments are required. Non-intrusive techniques such as Particle Image Velocimetry (PIV) allow the determination of instantaneous velocity fields in flows. Based on instantaneous local velocities, probability density functions, mean velocities, velocity fluctuations and Reynolds shear stress are calculated. Another intrusive and tomographic visualization technique is the wire-mesh sensor, which is able to produce an image of the flow with high temporal resolution and good spatial resolution. A new version of it was developed in this work and it is called Annular Wire-Mesh Sensor (AWMS). The PIV, AWMS and a high speed video camera have been synchronized to obtain detailed two-phase flow information in ducts of annular geometry. Data of bubble velocity, length and frequency in slug flow, and also velocity profiles and turbulence characteristics at different position below the bubble and in the liquid slug, have been acquired an analyzed. Tomography of the cross-sectional and lateral sections of the two-phase air-water flow in the slug-flow pattern were taken and analyzed. The average velocity of the bubble was calculated using high-speed video recording, which was compared with the speed data obtained by PIV