Análise Experimental da Degradação Polimérica em Escoamentos Turbulentos Com Redução de Arraste em uma Geometria Rotativa: Efeitos de Número de Reynolds, Concentração, Massa Molecular, Temperatura e Diferentes Polímeros.
Nome: ANSELMO SOEIRO PEREIRA
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 25/05/2012
Orientador:
Nome |
Papel |
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| EDSON JOSE SOARES | Orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
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| EDSON JOSE SOARES | Orientador |
| EDVALDO SABADINI | Examinador Externo |
| RONEY LEON THOMPSON | Examinador Interno |
Resumo: A redução de arraste por injeção de aditivos poliméricos de alto peso molecular em escoamento turbulento consiste em um importante fenômeno e tem recebido a atenção de muitos pesquisadores nos últimos anos. Porém, a eficiência de tais aditivos não é constante. A turbulência é, também, responsável por degradar as moléculas poliméricas, diminuindo suas capacidades de reduzir o arraste. Recentemente, o fenômeno de degradação tem recebido merecida atenção na literatura e investigações acerca dos efeitos de concentração, peso molecular, número de Reynolds e temperatura encontram-se disponíveis. Contundo tais parâmetro não foram suficientemente explorados e seus efeitos sobre o mecanismo de degradação carecem de estudos. No presente trabalho, investiga-se o fenômeno de degradação polimérica em soluções aquosas de três diferentes polímeros, óxido de polietileno (PEO), poliacrilamida (PAM) e goma xantana (XG), utilizando-se uma geometria rotativa cilíndrica do tipo "Standard Double Gap". A dependência das cisões moleculares em relação ao peso molecular, concentração, temperatura e número de Reynolds, é analisada ao longo de uma extensa faixa desses parâmetros. Os principais resultados são ilustrados em termos do coeficiente de redução de arraste, DR. Todos os testes são realizados visando-se observar as variações de DR ao longo do tempo, em especial nos primeiros instantes de experimento. Nota-se que DR assume, inicialmente, valores negativos, devido ao aumento de viscosidade extensional decorrente do abrupto esticamento dos polímeros. Após atingir mínimo valor, DR passa a aumentar em resposta à acomodação das estruturas turbulentas, atingindo valor máximo antes de tornar a diminuir como consequência das cisões moleculares, até assumir valor assintótico. Visando-se quantificar a degradação, os resultados são reapresentados em termos do coeficiente de arraste relativo, DR', definido como a razão entre as reduções de arraste instantânea e máxima observada ao longo de um teste. Propõe-se, por fim, uma equação de decaimento alternativa que relaciona DR', tempo de experimento, número de Reynolds, concentração, peso molecular e temperatura.
