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Título: Análise teórico-numérica de modelo constitutivo para fluidos tixotrópicos
Autor(es): Silva, Thales Augusto Barbosa Pinto
Orientador(es): Deus, Hilbeth Parente Azikri de
Palavras-chave: Viscosidade
Reologia - Testes
Escoamento
Mecânica dos fluidos
Engenharia mecânica
Viscosity
Rheology - Testing
Runoff
Fluid mechanics
Mechanical engineering
Data do documento: 27-Nov-2015
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: SILVA, Thales Augusto Barbosa Pinto. Análise teórico-numérica de modelo constitutivo para fluidos tixotrópicos. 2015. 126 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2015.
Resumo: As substâncias tixotrópicas podem ser encontradas em diferentes setores industriais como o químico, alimentício, manufatureiro e petrolífero. O comportamento reológico de tais substâncias possuem dependência temporal de seu nível de estruturação. De um modo geral, os modelos constitutivos destas, são constituídos por um sistema acoplado de duas equações: a equação constitutiva (baseada em modelos viscoelásticos) e a equação de taxa (uma equação que descreve a evolução da característica microestrutural do material). Visto que, em outros trabalhos dispostos na literatura, não se considera formalmente a dependência microestrutural do módulo de cisalhamento e da viscosidade no princípio dinâmico que origina a equação constitutiva, o presente trabalho objetiva analisar um novo modelo constitutivo apresentado na literatura em que tais inconsistências não ocorrem. A equação constitutiva é formulada utilizando um modelo de Jeffreys modificado e a equação de taxa é fundamentada a partir da teoria de coagulação de Smoluchowski. O modelo é analisado sob um ponto de vista teórico, verificando algumas propriedades atribuídas aos materiais tixotrópicos. Simulações numéricas e ajustes de testes reológicos são feitos, utilizando um código desenvolvido no MATLAB, para validar o modelo.
Abstract: The thixotropic substances can be found in different industrial sectors, as the chemichal, food, manufacture and oil ones. The rheological behavior of such substances has a structure level time dependence. Generally, the constitute models for these substances are consisted of a two equations coupled system: the constitutive equation (based on viscoelastic models) and the rate equation (an equation that describes the microstructural features of the material). The shear modulus and the viscosity coefficient structural dependence are not formally considered in the dynamichal principle that origins the constitutive equation in other works. Therefore, it aims to analyse a new constitutive model presented at the literature, in which such inconsistencies do not occur. The constitutive equation is based on a modified Jeffreys model and the rate equation is grounded on the Smoluchowski coagulation theory. The model is analysed under a theoretical point of view, verifying some features assigned to the thixotropic materials. Numerical simulations and curve fitting of rheological tests are made, using a Matlab code, to validate the model.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10160
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