Previsão do comportamento termo-reológico de fluidos viscoelásticos durante o escoamento em canais de geometria complexa

• Autor(a) principal: Fernandes, Florbela P.
• Data de Publicação: 2004
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/1788
• topic: Reologia; Fluidos não-Newtonianos; Simulação numérica; Método de elementos finitos

Pretende-se com o presente estudo aprofundar o conhecimento e apurar a sensibilidade necessária para lidar mais eficientemente com problemas reais, nomeadamente nas áreas de Extrusão e da Injecção. Para tal, simula-se numericamente o escoamento de fluidos incompressíveis, em estado estacionário no interior de um canal onde existem obstáculos cilíndricos à passagem do fluido. A análise é efectuada em três sistemas com configurações distintas, reduzidos, por considerações geométricas, a problemas bidimensionais e usando três fluidos distintos. Juntamente com as equações de Navier-Stokes utilizam-se duas leis materiais distintas para descrever o comportamento material do fluido: a lei de potência e o modelo de Maxwell (UCM). Para executar as simulações recorre-se ao programa de dinâmica de fluidos Polyflow - ferramenta computacional que discretiza as equações de Navier-Stokes pelo método de elementos finitos. Simulam-se situações de Extrusão em cada um dos três sistemas e de Injecção no sistema com estrangulamentos mais acentuados. Na situação de Extrusão, simulada para os dois fluidos viscosos o efeito da dissipação viscosa na temperatura do fluido é significativo. Para o fluido viscoelástico concluiu-se que os resultados obtidos são análogos ao do fluido Newtoniano. Na situação de Injecção, simulada com o fluido reofluidificante, não foram obtidos resultados com significado físico. No decurso das simulações ocorreram problemas de convergência relacionados com o parâmetro n da lei de potência, energia de activação e condutividade térmica do fluido. O problema é ultrapassado, no primeiro caso recorrendo ao método de Picard, e através de um processo evolutivo nos restantes casos.