VORTEX - Grupo de Mecânica dos Fluidos de Escoamentos Complexos


Caracterização reológica e microestrutural de fluidos complexos (início: 2011, exame de qualificação defendido em novembro/2013)

Autor: Nuno Jorge Sousa Dias

Orientador: Francisco Ricardo Cunha

Resumo
O trabalho aqui apresentado tem como objetivo estudar a reologia de fluidos com-plexos, nomeadamente emulsões e sangue. A complexidade destes fluidos é devido a presença de gotas e de células vermelhas de sangue (CVS), designadas por eritrócitos ou hema ́cias. O estudo encontra-se em desenvolvimento no Laborato ́rio de Reologia e Microhidrodinâmica, pertencente ao grupo Vortex, da Faculdade de Tecnologia da Universidade de Brasília. Este laboratório é destinado a caracterização reológica de fluidos complexos. Este trabalho visa elaborar estudos no âmbito da ciência experimental tendo em vista a consolida ̧ca ̃o do referido laboratório. Desta forma, o presente estudo ́e pioneiro no Vortex. A presente tese pretende estudar a dinâmica de líquidos quando estes são solicitados a diferentes tipos de cisalhamento, relacionando o seu comportamento com a composição microestrutural do liquido. O aparato experimental disponível permite estudar o comportamento do fluido no escoamento em tubos capilares, no escoamento de cisalhamento simples proporcionado pelo movimento relativo de dois discos, no escoamento oscilato ́rio e em escoamentos sobre a influência de campo magnético. As teorias desenvolvidas serão apresentadas e confrontadas com os resultados experimentais. Os estudos reológicos têm a preocupação de caracterizar os fluidos em duas escalas designadas por macroescala e microescala. A microescala contém informacões da estrutura do fluido. Por exemplo, um fluido que possui partículas rígidas, a microescala detém informações sobre o tamanho e a distribuição de partículas. Aqui é oportuno referenciar que a microestrutura do fluido pode ser composta por: partículas sólidas, gotas, bolhas e macromoleculas com propriedades el ́asticas (pol ́ımeros). Adicionalmente, o fluido poderá ter propriedades que o permitem responder a forças externas de um campo (por exemplo: magnético), alterando o comportamento original do fluido. Já a macroescala está relacionada com as propriedades como a viscosidade e a massa específica. É na macroescala que são refletidas as características da microestrutura do fluido. Os modelos teóricos são desenvolvidos dentro desse contexto e como tal todas as informações relativas a micro-escala são essenciais para desenvolver modelos teóricos. Esse vínculo entre a micro e macro escalas, visando a caracterização completa dos fluidos complexos investigados, é o principal foco da presente tese.

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