Colisões inelásticas e sua influência sobre a dinâmica do escoamento líquido-sólido: um estudo experimental e numérico

Resumo

A dissipação de energia que ocorre durante a colisão de partículas em sistemas multifásicos pode ter influência significativa no comportamento das fases em equipamentos que envolvam este tipo de escoamento. A não consideração destas colisões, bem como de sua influência sobre outros aspectos do escoamento, tais como a adesão de partículas e a alteração das forças de arraste e sustentação, no projeto desses equipamentos, pode levar a problemas operacionais. O presente projeto tem como objetivo investigar colisões de partículas com diferentes propriedades físicas, elásticas e superficiais em fluidos viscosos, bem como verificar sua influência sobre outras características fluidodinâmicas do escoamento. Para isso é proposta a construção de equipamentos próprios para a determinação do coeficiente de restituição dessas partículas em colisões contra diferentes superfícies e da força de lubrificação causada pelo fluido intersticial. Parâmetros de fricção serão determinados a partir da medida experimental dos ângulos de repouso e de atrito de deslizamento. As forças de arraste e sustentação que agem sobre as diferentes partículas e sobre aglomerados formados por elas, também serão determinadas pela medida experimental de sua velocidade terminal. Simulações usando técnicas de Fluidodinâmica Computacional e o Método dos Elementos Discretos serão realizadas e comparadas aos dados experimentais. A partir dos resultados obtidos, espera-se propor modelos que levem em conta características elásticas e superficiais das partículas sobre os fenômenos envolvidos em escoamentos líquido-sólido. (AU)