| Resumo: |
A generalidade dos materiais poliméricos apresenta características de comportamento não newtoniano, podendo-se encontrar este tipo de fluidos em diversos processos das indústrias petroquímica, alimentar, farmacêutica, dos plásticos, das tintas e dos detergentes, entre outras.
A produção anual de produtos plásticos continua a aumentar a um ritmo acentuado, sendo prevista uma produção mundial de 80 milhões de toneladas em 2004. Comparando este valor com a produção anual observada em 1950, de apenas 5 milhões de toneladas, compreende-se facilmente o acréscimo da importância dos materiais poliméricos no nosso dia a dia.
Os materiais poliméricos possuem comportamento viscoelástico, o qual se caracteriza pela manifestação simultânea de comportamento viscoso e elástico quando sujeitos a uma deformação. Desta combinação resultam frequentemente escoamentos com comportamentos algo inesperados, como se pode observar no interessante álbum de fotografias coligidas por Boger e Walters (1993) ["Rheological phenomena in focus"; Elsevier].
A generalidade dos estudos experimentais com fluidos viscoelásticos refere-se a condições em que o escoamento pode ser considerado bidimensional. Contudo, em situações práticas é habitual os escoamentos processarem-se em geometrias complexas, nas quais o padrão de escoamento apresenta um forte carácter tridimensional. Assim, com este projecto pretende-se estudar o comportamento de fluidos viscoelásticos em geometrias que originam escoamentos fortemente tridimensionais. Serão estudados os escoamentos em contracções abruptas em condutas de secção recta quadrada, assim como o escoamento em torno de um cilindro, colocado perpendicularmente ao escoamento no centro de uma conduta de secção quadrada. Ambas as geometrias apresentam uma elevada simplicidade geométrica, conduzindo no entanto a padrões de escoamento complexos, que importa perceber. Além das técnicas experimentais a serem usadas na caracterização hidrodinâmica destes escoa  |
Resumo
A generalidade dos materiais poliméricos apresenta características de comportamento não newtoniano, podendo-se encontrar este tipo de fluidos em diversos processos das indústrias petroquímica, alimentar, farmacêutica, dos plásticos, das tintas e dos detergentes, entre outras.
A produção anual de produtos plásticos continua a aumentar a um ritmo acentuado, sendo prevista uma produção mundial de 80 milhões de toneladas em 2004. Comparando este valor com a produção anual observada em 1950, de apenas 5 milhões de toneladas, compreende-se facilmente o acréscimo da importância dos materiais poliméricos no nosso dia a dia.
Os materiais poliméricos possuem comportamento viscoelástico, o qual se caracteriza pela manifestação simultânea de comportamento viscoso e elástico quando sujeitos a uma deformação. Desta combinação resultam frequentemente escoamentos com comportamentos algo inesperados, como se pode observar no interessante álbum de fotografias coligidas por Boger e Walters (1993) ["Rheological phenomena in focus"; Elsevier].
A generalidade dos estudos experimentais com fluidos viscoelásticos refere-se a condições em que o escoamento pode ser considerado bidimensional. Contudo, em situações práticas é habitual os escoamentos processarem-se em geometrias complexas, nas quais o padrão de escoamento apresenta um forte carácter tridimensional. Assim, com este projecto pretende-se estudar o comportamento de fluidos viscoelásticos em geometrias que originam escoamentos fortemente tridimensionais. Serão estudados os escoamentos em contracções abruptas em condutas de secção recta quadrada, assim como o escoamento em torno de um cilindro, colocado perpendicularmente ao escoamento no centro de uma conduta de secção quadrada. Ambas as geometrias apresentam uma elevada simplicidade geométrica, conduzindo no entanto a padrões de escoamento complexos, que importa perceber. Além das técnicas experimentais a serem usadas na caracterização hidrodinâmica destes escoamentos, irão também estudar-se os escoamentos propostos por via numérica, usando um código de reologia computacional que tem vindo a ser desenvolvido com elevado sucesso ao longo dos últimos anos no nosso grupo de investigação. A utilização de técnicas experimentais e de métodos numéricos de cálculo complementa-se: os métodos numéricos permitem analisar determinados detalhes do escoamento que não são facilmente mensuráveis, enquanto que a experimentação é essencial à validação do modelo matemático usado no algoritmo de cálculo numérico.
O actual código de simulação numérica irá ser optimizado durante este projecto, com o intuito de se produzir um software de simulação com potencial de utilização nas indústrias de processamento de polímeros. |