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Instabilidades iniciais em escoamentos gravitacionais de líquidos não-newtonianos

Processo: 18/03175-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de julho de 2018
Vigência (Término): 31 de dezembro de 2018
Área do 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

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)

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