Separação da camada limite turbulenta em Fluidos não-Newtonianos tipo lei de potência

• Autor(a) principal: Castellanos Gonzalez, Leonardo José
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/12148
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Separação de camada limite; Fluidos não-newtonianos

O presente estudo apresenta uma análise teórica experimental do comportamento de escoamentos turbulentos de fluidos newtonianos e não newtonianos tipo lei de potencia submetidos a um gradiente adverso de pressão. Embora o estudo deste fenômeno constitui um tema de pesquisa de grande importância industrial, modelos e dados experimentais que o descrevem são limitados, isto posto, o propósito do trabalho é contribuir para uma melhor compreensão dos mecanismos que regem o comportamento geral deste tipo de escoamentos. Dentro deste contexto conduziram-se extensas campanhas de medição empregando a princípio, a técnica de velocimetria por imagem de partículas para caracterizar e obter dados do comportamento global dos escoamentos. Posteriormente, e com o intuito de debelar a estrutura da camada limite, particularmente na região adjacente a parede, medições com anemometria laser Doppler foram realizadas em várias estações, localizadas antes e durante a separação. Para realizar os testes foi projetado e construído, um túnel d’Água bidimensional, com uma seção de teste feita de acrílico transparente. Três geometrias foram analisadas: A primeira, um degrau com uma com uma razão de aspecto de 2: 1 e a seguir duas rampas suaves com inclinação de 15 e 30 graus, respectivamente. Para o caso não newtoniano, foi usada uma solução aquosa de Carboximetilcelulose de sódio, o qual após ensaios em reômetro apesentou um comportamento totalmente reofluidificante. Os procedimentos implementados contribuíram na obtenção de novos dados experimentais para a caracterização deste fenômeno, introduzindo uma nova teoria no estudo da separação analisando além da tensão cisalhante na parede, a influência da turbulência e do numero de Reynolds na posição do ponto de separação e recolamento da camada limite turbulenta.