Flutuações de velocidade em suspensões gás-sólido

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Evangelista, Filipe Henrique de Sousa
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Monografias da UnB
Texto Completo: http://bdm.unb.br/handle/10483/18762
Resumo: Trabalho de conclusão de curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017.
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spelling Evangelista, Filipe Henrique de SousaCunha, Francisco Ricardo daEVANGELISTA, Filipe Henrique de Sousa. Flutuações de velocidade em suspensões gás-sólido. 2017. xx, 112 f., il. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2017.http://bdm.unb.br/handle/10483/18762Trabalho de conclusão de curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017.Neste trabalho, analisa-se a sedimentação de partículas sólidas suspensas em um fluido newtoniano, sujeitas a movimento browniano e interação hidrodinâmica viscosa, para baixo número de Reynolds. Caracterizam-se as flutuações de velocidade e a pressão de partículas nesta suspensão, que pode ser compreendida como um leito fluidizado em baixo número de Reynolds. Desenvolve-se um modelo contínuo bifásico da suspensão e efetua-se uma análise de estabilidade linear de suas equações governantes, determinando a influência da fração volumétrica e da inércia das partículas sobre as condições de estabilidade do sistema. Estabelece-se ainda a condição neutra de estabilidade da suspensão, definindo com exatidão seus regimes estável e instável em termos dos parâmetros físicos relevantes. Faz-se uma simulação numérica lagrangeana para examinar a influência do números de Stokes sobre a dinâmica do sistema, com relação a seus efeitos sobre a memória e as flutuações de velocidade deste. A variância de tais flutuações é calculada, a fim de caracterizá-las. Determina-se uma relação funcional entre tal propriedade e o número de Stokes, que é então comparada às análises de escala de Hinch (1988) e Cunha (1995), que estão relacionadas o paradoxo da divergência. A autocorrelação das flutuações de velocidade e a difusividade das partículas também são calculadas. Para números de Stokes moderados, nota-se que o processo não é markoviano e que as difusividades são anisotrópicas, devido à inserção de memória na direção da gravidade. Observa-se a insensibilidade das estatísticas de longo tempo à variação da inércia das partículas, atribuída à separação entre as escalas de tempo de relaxação e correlação. Realiza-se também um estudo numérico e assintótico da sedimentação de uma partícula isolada em números de Reynolds arbitrários, propiciando futuros trabalhos com números de Reynolds não nulos. Por meio da metodologia empregada neste projeto, pode-se proceder ao estudo de leitos fluidizados em números de Reynolds arbitrários, visando à caracterização de suas propriedades transporte.Submitted by Caroline Botelho Teixeira (carolineteixeira@bce.unb.br) on 2017-11-22T11:53:22Z No. of bitstreams: 3 license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) 2017_FilipeHenriquedeSousaEvangelista_tcc.pdf: 4210215 bytes, checksum: 188b14eeefdd86a8f0a145c92201290a (MD5)Approved for entry into archive by Ruthlea Nascimento (ruthlea.nascimento@gmail.com) on 2017-12-20T19:46:47Z (GMT) No. of bitstreams: 3 license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) 2017_FilipeHenriquedeSousaEvangelista_tcc.pdf: 4210215 bytes, checksum: 188b14eeefdd86a8f0a145c92201290a (MD5)Made available in DSpace on 2017-12-20T19:46:47Z (GMT). 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A Lagrangian numerical simulation is also carried out to investigate these suspensions. The influence of the Stokes and Péclet numbers over the system’s dynamics, with respect to its memory and velocity fluctuations is examined. The variance of the those fluctuations is calculated in order to characterize them. Its functional dependence with the Stokes number is determined and compared to the Hinch (1988) and Cunha (1995) scalings, which are connected to the divergence paradox. The velocity fluctuations autocorrelation and the particle diffusivity are also calculated. The process is seen to deviate from a Markovian behavior and its diffusivity is found to be anisotropic at large Stokes numbers, owing to the insertion of memory in the gravity direction. The long time statistics are found to be insensitive to particle inertia changes, which is attributed to the separation of the relaxation and correlation time scales. A numerical and asymptotic study of an isolated particle sedimentation at arbitrary Reynolds number is implemented as a starting point for works in non-null Reynolds number regimes. The methodology used in this work may be applied to the study of arbitrary Reynolds number fluidized beds, addressing to the characterization of their transport properties.Mecânica dos fluidosHidrodinâmicaFluidosFlutuações de velocidade em suspensões gás-sólidoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis2017-12-20T19:46:47Z2017-12-20T19:46:47Z2017-07-07info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Monografias da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBORIGINAL2017_FilipeHenriquedeSousaEvangelista_tcc.pdf2017_FilipeHenriquedeSousaEvangelista_tcc.pdfapplication/pdf4210215http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/18762/1/2017_FilipeHenriquedeSousaEvangelista_tcc.pdf188b14eeefdd86a8f0a145c92201290aMD51CC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain49http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/18762/2/license_url4afdbb8c545fd630ea7db775da747b2fMD52license_textlicense_textapplication/octet-stream0http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/18762/3/license_textd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD53license_rdflicense_rdfapplication/octet-stream0http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/18762/4/license_rdfd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain1817http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/18762/5/license.txt21554873e56ad8ddc69c092699b98f95MD5510483/187622017-12-20 17:46:47.117oai:bdm.unb.br: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Biblioteca Digital de Monografiahttps://bdm.unb.br/PUBhttp://bdm.unb.br/oai/requestbdm@bce.unb.br||patricia@bce.unb.bropendoar:115712017-12-20T19:46:47Biblioteca Digital de Monografias da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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