Experimental studies of multi-layer flows using a visco-plastic lubricant

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA, PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA “Experimental studies of multi-layer flows using a visco-plastic lubricant”
Aluno: Nário Cézar Câmara Alves
Palavras Chave: CARBOPOL, Tensão de escoamento, Lubrificantes, Fluido visco-plástico, Fluxos multicamadas estáveis.

Neste artigo foram realizados estudos experimentais de fluxos de multicamadas utilizando um sistema de fluidos visco-plástico/lubrificante, e comparados os valores obtidos com valores obtidos por modelagem matemática. Este estudo visa a comprovação da aplicabilidade deste tipo de sistema em escala industrial.
Assim, a partir de embasamento teórico e modelagem matemática, a estabilidade deste tipo de fluxo foi atrelada a vazão de cada fluido, tanto do fluido interno (visco-plástico) como do fluido externo(lubrificante), e também ao raio da interface deste fluxo. Este fluxo foi tipificado como podendo ser “ESTÁVEL”, “INSTÁVEL”e “ESTÁTICO”, e suas zonas de transições foram definidas. Quatro conjuntos de experiências foram realizadas, utilizando diferentes combinações de concentrações de Goma Xantana e CARBOPOL. Foi utilizada uma tubulação que era alimentada, onde para o começo de cada experimento a tubulação era previamente preenchida com o fluido de lubrificação, e então injetado o fluido visco-plástico. Foi utilizado colorante para melhor visualização da interface. Para cada combinação de fluidos foram realizadas experiências com taxas de fluxo diferentes (Q1, Q2), a fim de observar as mudanças em Ri(raio da interface).
Para cada conjunto de experimentos, duas comparações são feitas. Em primeiro lugar, classificamos cada deslocamento como estável ou instável. A segunda comparação é feita em relação ao valores previstos e medidos de Ri. Para a primeira batelada de experimentos obteve-se um intervalo de confiança de 95% em relação aos valores preditos matematicamente. Portanto o modelo de controle prevê