[pt] ESCOAMENTO DE MATERIAIS VISCOPLÁSTICOS ATRAVÉS DE UMA EXPANSÃO-CONTRAÇÃO ABRUPTA
[en] FLOW OF VISCOPLASTIC MATERIALS THROUGH AN EXPANSION AND CONTRACTION
| dc.contributor | MONICA FEIJO NACCACHE | |
| dc.creator | LUIZ ANTONIO REIS JUNIOR | |
| dc.date | 2003-10-09 | |
| dc.date.accessioned | 2022-09-21T21:41:57Z | |
| dc.date.available | 2022-09-21T21:41:57Z | |
| dc.identifier | https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=3986@1 | |
| dc.identifier | https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=3986@2 | |
| dc.identifier | http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.3986 | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.12032/42240 | |
| dc.description | [pt] Escoamentos de fluidos viscoplásticos através de expansões e contrações são encontrados em diversos processos industriais. Neste trabalho é feita a simulação numérica do escoamento de um fluido viscoplástico através de uma expansão abrupta axisimétrica seguida de uma contração. Resultados experimentais mostram que em certas condições para este tipo de escoamento pode surgir uma região estacionária do fluido, causado uma fratura do material entre esta região e a região de escoamento. Um dos objetivos deste trabalho é verificar se o modelo constitutivo usado na simulação numérica pode prever este tipo de comportamento. Outro objetivo é investigar os efeitos dos parâmetros geométricos e reológicos nos padrões de escoamento. A solução numérica das equações de conservação de massa e quantidade de movimento é obtida usando o método de volumes finitos. Para modelar o comportamento não Newtoniano do fluido, é utilizada a equação constitutiva de Fluido Newtoniano Generalizado. Duas diferentes equações são utilizadas para a função viscosidade: o modelo de Carreau-Yasuda e o modelo de Herschel-Bulkley. A solução numérica fornece os campos de velocidade, viscosidade e pressão. Observa-se que existe uma transição no padrão de escoamento quando o comprimento do duto central (que é o de maior diâmetro) aumenta. Para baixos valores da razão entre o comprimento e o diâmetro do duto central, o material viscoplástico parece fraturar perto da região central do escoamento. Para valores maiores desta mesma razão, o padrão de escoamento dos materiais viscoplásticos tem o mesmo comportamento qualitativo ao de um fluido Newtoniano, não sendo observado nenhuma fratura. | |
| dc.description | [en] Flow of viscoplastic fluids through expansions and contractions are found in several industrial processes. In this work, a numerical simulation of a viscoplastic fluid flow through a sudden axysimetric expansion followed by a contraction is performed. Experimental results show that under certain conditions, for this kind of flow a stagnant flow region may appear in certain conditions, causing a material fracture between this region and the flow region. One of the goals of this work is to verify if the constitutive model used in the numerical simulation can predict this kind of behavior. The effects of rheological and geometrical parameters on flow patterns are also investigated. The numerical solution of conservation equations of mass and momentum is obtained via finite volume method. In order to model the non-Newtonian behavior of the fluid, it is used the Generalized Newtonian Fluid constitutive equation. Two different equations for the viscosity function are used: the Carreau-Yasuda model and the Herschel-Bulkley model. The numerical solution gives the velocity, viscosity and pressure fields. It is observed that there is a flow pattern transition as the length of the central duct (which is the one with larger diameter) is increased. For low values of the ratio between the length and diameter of the central duct, the viscoplastic material seems to fracture near the core region of the flow. For larger values of the same ratio, the viscoplastic materials flow pattern has the same qualitative behavior of that one that occurs for Newtonian fluids, and no fracture is observed. | |
| dc.language | pt | |
| dc.publisher | MAXWELL | |
| dc.subject | [pt] MATERIAIS VISCOPLASTICOS | |
| dc.subject | [pt] REOLOGIA | |
| dc.subject | [en] VISCOPLASTIC MATERIALS | |
| dc.subject | [en] RHEOLOGY | |
| dc.title | [pt] ESCOAMENTO DE MATERIAIS VISCOPLÁSTICOS ATRAVÉS DE UMA EXPANSÃO-CONTRAÇÃO ABRUPTA | |
| dc.title | [en] FLOW OF VISCOPLASTIC MATERIALS THROUGH AN EXPANSION AND CONTRACTION | |
| dc.type | TEXTO |
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