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Título: PERDA de Eficiência em Redução de Atrito em Escoamentos Com Altos Números de Reynolds em Tubos Com Pressão de Entrada Fixa
Autor(es): SANDOVAL, G. A. B.
Orientador: Soares J. E.
Data do documento: 30-Jan-2015
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Citação: SANDOVAL, G. A. B., PERDA de Eficiência em Redução de Atrito em Escoamentos Com Altos Números de Reynolds em Tubos Com Pressão de Entrada Fixa
Resumo: A adição de pequenas partes por milhão de polímero de alta massa molecular em escoamentos turbulentos produz uma significante diminuição do fator de atrito. Este fenômeno conhecido como redução de arrasto (DR) tem-se tornado de bastante interesse para a comunidade cientista e industrial devido as grandes vantagens nas diversas áreas da engenharia. Porém, a eficiência da redução de arrasto não é constante, devido à interação do aditivo com os vórtices turbulentos que causam a quebra da estrutura molecular da cadeia polimérica. Estudos têm reportado que essa degradação depende de fatores como: o número de Reynolds, a temperatura, o tipo de aditivo e a concentração e a massa molecular do mesmo. O fenômeno ainda não é completamente compreendido e muitos aspectos do problema carecem de investigação. Questões importantes são relacionadas ao desenvolvimento das estruturas turbulentas após a injeção do aditivo e à quebra ou a formação de agregados das moléculas do polímero. Investiga-se no presente trabalho a eficiência da redução de arrasto em soluções aquosas diluídas para três diferentes polímeros: Óxido de Polietileno (PEO), Poliacrilamida (PAM) e Goma Xantana (XG). Os dois primeiros são conhecidos como polímeros flexíveis, enquanto o último é considerado rígido. Uma bancada composta de tubulações com configuração em serie é utilizada para a realização dos experimentos, na qual o material da seção principal do teste é aço inoxidável com tratamento de brunimento. Os efeitos de DR produzidos pela variação da concentração e da massa molecular são analisados. Os principais resultados são apresentados em função da redução de arrasto absoluta. Também é exposto e quantificado o aumento da vazão e a diminuição na queda de pressão na tubulação, apesar de que os testes foram feitos à pressão constante na bancada. Visando-se observar a degradação, os resultados de DR absoluto são reorganizados e apresentados em termos do coeficiente de redução de arraste relativo, DR'. Posteriormente, estes mesmos dados de DR' são ajustados mediante uma função de decaimento que é baseada na equação proposta por Pereira et al. (2012) para um dispositivo cilíndrico rotatório. Finalmente se mostram uns resultados promissores que são obtidos com mistura dos polímeros em estudo. Palavras chave: Redução de arrasto, degradaçao polimérica, escoamento turbulentos, massa molecular e concentração.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/9785
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