Instabilidades iniciais em escoamentos gravitacionais de líquidos não-newtonianos

• Processo: 18/03175-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2018
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Erick de Moraes Franklin
• Beneficiário: Lucas Lima da Silva
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Mecânica dos fluidos Fluxo dos fluidos Instabilidade hidrodinâmica Fluidos não newtonianos Superfície livre Ondas superficiais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: escoamento gravitacional | filme liquido | Instabilidades Hidrodiâmicas | Interface | Ondas de Superfície | superfície livre | Mecânica dos Fluidos

Resumo

O escoamento gravitacional de um filme líquido sobre um plano inclinado pode dar origem a ondas de superfície. O processo de formação destas ondas se deve à desestabilização da superfície livre causada pela competição entre efeitos inerciais, gravitacionais e de tensão superficial, e é costume designar as instabilidades que podem aparecer como Instabilidade de Filme Líquido ou Instabilidade de Kapitza. Alguns exemplos de escoamentos gravitacionais de filmes líquidos são deslizamentos de lamas em encostas durante um período de chuvas intensas, e processos de pinturas, aplicação de vernizes e bandas magnéticas sobre um plano inclinado. Em diversos casos, como os citados acima, o fluido pode ser não-Newtoniano, com comportamento reológico muitas vezes desconhecido. Um caso bastante complicado é o escoamento de uma suspensão densa de partículas sólidas, cuja concentração de sólidos é muito elevada de forma que estes possuem contato permanente entre eles. Nestes casos, o comportamento do fluido é anisotrópico e o escoamento gravitacional do filme líquido estará sujeito a ondas superficiais com comprimentos de onda e celeridades diferentes de fluidos Newtonianos. Propõe-se aqui o estudo experimental das ondas superficiais que podem aparecer quando há o escoamento gravitacional de um fluido não-Newtoniano sobre um plano inclinado. Para tanto, escoamentos de diferentes suspensões não-Newtonianas sobre um plano inclinado serão controlados e monitorados por microcontroladores, utilizando um dispositivo experimental que o aluno desenvolveu ao longo de uma Iniciação Científica precedente (processo FAPESP n. 2017/06303-6). As instabilidades iniciais na superfície do filme serão medidas por transmissividade de luz monocromática e de ondas infravermelhas através de um dispositivo de medição desenvolvido pelo aluno em sua IC precedente, assim como por câmera digital e pós-processamento em computador. Dos experimentos, pretende-se determinar os comprimentos de onda e celeridades das ondas formadas. (AU)