ESTUDO da Mucilagem e Fibra Natural da Babosa (aloe Vera) Como Redutores de Arrasto em Escoamentos Turbulentos
Nome: KELVIN CRISTIEN DE OLIVEIRA BARBOSA
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 10/03/2017
Orientador:
Nome |
Papel |
|---|---|
| EDSON JOSE SOARES | Orientador |
| RENATO DO NASCIMENTO SIQUEIRA | Co-orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
|---|---|
| EDSON JOSE SOARES | Orientador |
| PAULO SÉRGIO DA SILVA PORTO | Examinador Externo |
| RAFAEL SARTIM | Examinador Externo |
| RENATO DO NASCIMENTO SIQUEIRA | Coorientador |
Resumo: A redução de arrasto por adição de pequenas quantidades de aditivos em escoamento turbulento vem sendo estudada desde a década de 40, depois de ser reportado por Toms (1948). Devido à importância e a ampla aplicabilidade, muitos pesquisadores têm direcionado suas pesquisas para estudar esse fenômeno. Porém, a maioria dos estudos de redução de arrasto são realizados com polímeros sintéticos, que são poucos resistentes a altas taxas de cisalhamento e apresentam toxidade, fatores que limitam a utilização desses materiais em certas aplicações, como em meio ambiente e seres humanos. Dessa forma, a busca por materiais naturais redutores de arrasto vem crescendo, pois esses materiais em sua maioria são mais resistentes, biodegradáveis e atóxicos, o que os tornam uma boa alternativa para substituir os sintéticos em algumas aplicações. Este trabalho propõe dois novos agentes naturais redutores de arrasto, a mucilagem e o pó da casca de aloe vera. Os testes são realizados em um aparato experimental composto de tubulações em série, onde a seção principal de teste é feita de aço inoxidável com tratamento de brunimento, além de um medidor de vazão magnético e três transdutores para obtenção de dados durante os experimentos. Como os materiais testados não estão disponíveis comercialmente para aquisição, foi necessário desenvolver metodologias para obtenção dos mesmos. Diversas análises são realizadas à medida que a concentração de mucilagem é variada, como: o comportamento da redução de arrasto, vazão, queda de pressão e perda de eficiência (redução de arrasto relativa - 𝐷𝑅′). Como a mucilagem é um material natural, foi feita uma análise sobre a degradação biológica na capacidade de redução de arrasto. Além disso, alguns testes foram feitos com a casca de aloe vera e os resultados de redução de arrasto foram comparados com a mucilagem e com outros materiais redutores, como os naturais rígidos, Goma Xantana (XG) e uma mistura de polímero e fibra de quiabo, e o sintético flexível, Óxido de Polietileno (PEO). Finalmente, esses materiais naturais foram misturados entre si e também com o polímero flexível PEO para analisar a existência de efeitos sinergéticos entre eles. Os resultados obtidos a partir dos novos materiais naturais redutores de arrasto foram satisfatórios e promissores.
