Análise Experimental da Capacidade de Regeneração da Eficiência da Redução de Arrasto Por Polímeros
Nome: JORDAN DEAMBROSIO CUSSUOL
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 03/04/2023
Orientador:
Nome |
Papel |
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| RENATO DO NASCIMENTO SIQUEIRA | Orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
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| BRUNO VENTURINI LOUREIRO | Examinador Interno |
| EDSON JOSE SOARES | Coorientador |
| LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO | Examinador Externo |
| RENATO DO NASCIMENTO SIQUEIRA | Orientador |
Resumo: O fenômeno conhecido como redução de arrasto (DR, drag reduction), proporcionado pela adição de polímeros de alto peso molecular em escoamentos turbulentos, vem sendo amplamente investigado desde a sua descoberta há mais de 70 anos, por promover um aumento da eficiência de diversos processos industriais. Entretanto, a eficiência da redução de arrasto não é constante. A interação dos vórtices turbulentos do escoamento com as moléculas dos polímeros acarretam na degradação mecânica e/ou na desagregação das cadeias poliméricas. Existem na literatura diversos trabalhos que investigam extensivamente a cisão mecânica do polímero e suas principais variáveis de influência. Porém, ainda há aspectos importantes que carecem de mais estudos para uma melhor compreensão, como o mecanismo de desagregação do polímero e a possibilidade de recuperação de agregados em uma solução polimérica (reagregação). Possivelmente, a reagregação das cadeias poliméricas promove uma recuperação da eficiência do polímero em reduzir o arrasto. Desse modo, o objetivo deste trabalho é investigar experimentalmente a desagregação e a possibilidade de regeneração da eficiência de redução do arrasto. Para isso, uma geometria rotativa formada por cilindros concêntricos do tipo TaylorCouette é utilizada em um reômetro comercial para a realização dos testes de redução de arrasto. A desagregação e a regeneração de DR são avaliadas para três diferentes polímeros: Óxido de Polietileno (PEO), Poliacrilamida (PAM) e Goma Xantana (XG). Os dois primeiros são classificados como polímeros flexíveis, enquanto o último é um polímero rígido. Os resultados mostram que a desagregação do polímero desempenha uma importante função na perda de eficiência do polímero
em reduzir o arrasto. Quando os aditivos são polímeros flexíveis (PEO e PAM), degradação mecânica e a desagregação possuem a mesma relevância na perda de eficiência de DR. Já no caso da XG (polímero rígido), a perda de eficiência de DR está relacionada exclusivamente à desagregação. Além disso, os resultados também evidenciam que a desagregação não é permanente. Após a desagregação, as moléculas do polímero reagregam-se ao longo do tempo, regenerando a eficiência da redução de arrasto.
Palavras chave: Redução de Arrasto; Polímeros; Degradação mecânica;
Desagregação; Regeneração da redução de arrasto.
