Caracterização de membranas perfuradas de fabricação nacional para uso em um gerador de trem de gotas

• Processo: 22/14365-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 23 de janeiro de 2023
• Data de Término da vigência: 22 de março de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Arthur Vieira da Silva Oliveira
• Beneficiário: João Marcelo Maris da Silva Filho
• Supervisor: Michel Guy Alain Gradeck
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Université de Lorraine (UL), França
• Vinculado à bolsa: 22/05287-5 - Gerador de gotas monodispersas de alta repetibilidade: projeto, desenvolvimento e validação, BP.IC
• Assunto(s): Instabilidade hidrodinâmica Mecânica dos fluidos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Injetor | Instabilidade hidrodinâmica | Orifício | Tratamento de imagens | Trem de gotas | Mecânica dos Fluidos

Resumo

A geração de gotas é fundamental para estudos que envolvem a interação fluido-parede. Entre outros, existem dois métodos bem definidos para gerar gotículas, sendo eles gota sob demanda (DOD) e jato contínuo. O DOD é caracterizado por um desprendimento de gotas únicas, e baseia-se no equilíbrio das forças que atuam sobre a massa do fluido. Nessa pesquisa de Iniciação Científica, foi projetado um gerador de gotas do tipo DOD que está em construção, e que será usado para estudos envolvendo testes de impacto de gotas únicas e múltiplas. O jato contínuo é caracterizado por um jato de fluido que é quebrado em um trem de gotas, e é baseado nas instabilidades do Plateau-Rayleigh. O jato contínuo tem grande importância uma vez que pode representar melhor as aplicações reais de resfriamento por sprays. Este projeto de estágio de pesquisa no exterior tem o objetivo de avaliar o desempenho de membranas perfuradas de baixo custo e fabricação nacional, construídas por corte a laser e montadas em um gerador de trem de gotas comercial, utilizando imagens de alta velocidade. O estudante levará as membranas fabricadas no Brasil para serem testadas em um gerador de gotas de jato contínuo disponível no LEMTA, Universidade de Lorraine, em Nancy, França. Primeiramente, as membranas originais e as feitas no Brasil serão comparadas, mais precisamente o diâmetro das gotas geradas e a repetibilidade dos resultados, bem como o comprimento de ruptura. Em seguida, diferentes variações das membranas nacionais (diâmetro do furo, número de furos e distância entre furos) serão avaliadas, tanto em situações de trem de gotas único quanto em situações de múltiplos trens de gotas. Estes testes trarão um importante know-how para o grupo de pesquisa sobre a fabricação de membranas perfuradas, possibilitando que se realize uma grande quantidade de experimentos no projeto associado de Jovem Pesquisador. Dessa forma, será possível validar os modelos de dinâmica de fluidos e transferência de calor no impacto de múltiplas gotas, o que está faltando na literatura atual. Finalmente, o estudante poderá ter contato com um laboratório francês reconhecido, proporcionando-lhe uma experiência profissional de alto nível. (AU)