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TRABALHOS DE FIM DE CURSO @PUC-Rio
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Título: ESTUDO SOBRE A DEGRADAÇÃO DE POLÍMEROS REDUTORES DE ATRITO EM ESCOAMENTOS TURBULENTOS
Autor(es): IAN DE SOUZA COSENZA
Colaborador(es): IGOR BRAGA DE PAULA - Orientador
Catalogação: 18/SET/2019 Língua(s): PORTUGUÊS - BRASIL
Tipo: TEXTO Subtipo: TRABALHO DE FIM DE CURSO
Notas: [pt] Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
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Referência(s): [pt] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/TFCs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=45387@1
[en] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/TFCs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=45387@2
DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.45387
Resumo:
A redução de atrito é um tema de profundo interesse da indústria e demais setores de tecnologia, pois é responsável pela redução de gastos energéticos em diversos processos. O fenômeno da redução de atrito por adição de polímeros foi descoberto por Toms em 1948 e desde então vem sendo estudado por diversos pesquisadores para conseguir entendê-lo melhor. Apesar disso, ainda hoje, não se tem um consenso acerca dos mecanismos físicos que governam o problema. Este trabalho visa estudar a redução de arrasto do escoamento turbulento causada pela adição de polímeros em diferentes concentrações. Além disso, buscou-se avaliar a degradação desses polímeros com o tempo de residência na tubulação. Sabe-se que os polímeros se degradam devido ao cisalhamento, e que esta degradação é mais acentuada ao passar por bombas ou válvulas, por exemplo. Por isso, utilizou-se uma bancada de testes do tipo roda. Esse dispositivo consiste em uma tubulação montada sobre uma roda, formando um circuito fechado. O dispositivo é orientado na direção vertical, a tubulação é, parcialmente, preenchida com fluido e girada em torno do seu eixo. Assim, as paredes da tubulação se movem e o fluido se concentra na parte inferior da roda. Dependendo da velocidade de giro o escoamento se torna turbulento. Com isso, obtém-se um escoamento turbulento sem que esse passe por bombas, e assim é possível avaliar a degradação dos polímeros apenas devido à turbulência do escoamento. Sabe-se que a viscosidade extensional e o tempo de relaxação da solução polimérica são afetados quando os polímeros sofrem degradação. Logo, essas propriedades foram medidas nesse trabalho para fluidos com diferentes tempos de residência na tubulação. O trabalho mostra que, de fato, a turbulência do escoamento induz uma redução abrupta no tempo de relaxação da solução e que essa redução pode ser diretamente relacionada com a queda de performance dos redutores de atrito. Devido as baixas concentrações das soluções analisadas e consequente viscosidade extensional, encontrou-se dificuldades para caracterizar a degradação de mistura para elevados tempos de residência. Ainda assim, a metodologia utilizada parece ser promissora para estudos mais detalhados acerca da degradação de polímeros diluídos em alta concentração.
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