Microestrutural model of elastic liquids in flows / Modelagem microestrutural de líqüidos elásticos em escoamentos

AUTOR(ES)

Farith Mustafá Absi Salas

DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

No presente trabalho é realizado um estudo sobre caracterização das propriedades reológicas de líqüidos elásticos submetidos a escoamentos complexos. O fluido considerado é uma solução polimérica de alto peso molecular em regime diluído. A caracterização é feita considerando-se a microestrutura do fluido. As macromoléculas do polímero são modeladas a partir de um sistema massa-mola ou Dumbbell. Do balanço entre forças viscosas e forças Brownianas é obtida uma equação diferencial que descreve a configuração temporal das macromoléculas em termos do tensor conformação B. A contribuição elástica do tensor de tensões é obtida a partir do conhecimento prévio de B. O modelo Dumbbell é modificado por meio de duas correções, dando lugar ao modelo não linear FENE-Dumbbell. Numa análise dimensional são identificados 3 parâmetros físicos relevantes, De, L e f. São obtidas medidas experimentais da viscosidade de cisalhamento de uma solução polimérica. Experimentos conduzidos no sentido de medir a variação dessa grandeza em relação a taxa decisalhamento(ShearThinning), assim como também,em relação a concentração volumétrica f dos aditivos. Soluções assintóticas para dois regimes e soluções numéricas para casos não lineares são obtidas para quatro tipos de escoamentos. Escoamentos cisalhantes simples per- manentes, cisalhantes oscilatórios, extensional permanente e extensional oscilatório são impostos para examinar as respostas tanto no domínio do tempo, como no domínio da frequência. No caso de escoamentos cisalhantes, as propriedades reológicas são descritas em termos de diagramas de fase e espectros de potência, para as propriedades reológicas como a primeira diferença de tensões normais N e os módulos viscoelásticos. Para escoamentos puramente extensionais é definida a viscosidade extensional e dois módulos viscoelásticos extensionais são explorados. Estas propriedades são examinadas em um regime elástico, onde pequenas deformações são consideradas, e a resposta do fluido mostra uma dependência apenas com De, e um regime anisotrópico (De ~ 1), em que grandes deformações da macromolécula são constatadas, no qual a anisotropia (L) governa a resposta do fluido.

ASSUNTO(S)

modelo de dumbbell viscosidade extrucional mecânica dos fluidos viscoelasticidade geral engenharia mecanica

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