Some effects of the bulk viscosity coefficient in transient pipe flow

• Autor(a) principal: Considera, André Luís Peixoto
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/22546; http://dx.doi.org/10.22409/PGMEC.2021.m.12847484728
• topic: Transiente; Viscosidade volumétrica; Energia; Escoamento de fluidos; Viscosidade; Engenharia mecânica; Transient; Bulk viscosity; Energy

A análise de escoamento transiente é tipicamente feita usando modelos unidimensionais nos quais os mecanismos dissipativos precisam ser considerados de forma precisa, se uma previsão correta do carregamento hidrodinâmico sofrido pelo sistema é desejada. Porém, o coeficiente de viscosidade volumétrica não é considerado quando desenvolvendo modelos unidimensionais, apesar de exercer um papel importante na atenuação e dispersão de ondas acústicas. Com a intenção de investigar seus efeitos no escoamento transiente em dutos, um modelo unidimensional que leva em conta a viscosidade volumétrica é desenvolvido, por meio da introdução de seus efeitos nas equações de conservação de massa e quantidade de movimento para escoamento transiente. O modelo resultante é hiperbólico, com velocidade de propagação de onda dependente da viscosidade volumétrica. As equações de governo são resolvidas usando o Método das Características (MOC) em um sistema reservatório-tubo-válvula, com transiente gerado pelo fechamento abrupto de válvula. Os efeitos da viscosidade volumétrica são investigados numericamente, no que diz respeito `a resposta de pressão transiente assim como à dissipação de energia. Em relação à resposta de pressão, a viscosidade volumétrica causa mudança no período da onda transiente. Além disso, a dissipação de energia devido a viscosidade volumétrica se manifesta em forma de picos de alta intensidade de dissipação, ocorrendo na medida que a frente de onda atravessa o duto. Uma análise energética global, revela que, para algumas condições paramétricas, a dissipação devida à viscosidade volumétrica é importante, sendo comparável à dissipação devida à tensão de cisalhamento na parede