[pt] A superposição de um escoamento circular de Couette e um
fluxo com gradiente de pressão axial, através de um espaço
anular ocorre em muitas aplicações práticas, tais como:
reatores químicos catalíticos, filtros, extratores líquido-
líquido, mancais e o fluxo de retorno de lamas de
perfuração entre a coluna de perfuração rotatória e a
formação rochosa na perfuração de poços produtores de
petróleo e gás. As linhas de corrente curvadas do fluxo
circular de Couette podem causar uma instabilidade
centrífuga que produz vórtices toroidais, conhecidos como
vórtices de Taylor. A presença destes vórtices muda as
características hidrodinâmicas e a transferência de calor
no processo. Em conseqüência, é muito importante ser capaz
de prever o aparecimento da instabilidade. A maioria das
análises numéricas e experimentais disponíveis na
literatura são para fluidos Newtonianos e viscoelásticos
(soluções polimericas). Neste trabalho, o efeito das
propriedades viscoplásticas de suspensões de altas
concentrações neste tipo de escoamento e nas condições
críticas para o aparecimento de vórtices são determinadas
teoricamente através da solução das equações de
conservação. As equações diferenciais foram integradas pelo
método de elementos finitos-Galerkin e o sistema de
equações algébricas não lineares resultante foi resolvido
pelo método de Newton. / [en] The superposition of a circular Couette flow and a pressure-
driven axial flow in an annulus occurs in many practical
applications, such as catalytic chemical reactors,
filtration devices, liquid-liquid extractors, journal
bearings, and the return flow of drilling mud between the
rotating drill string and the stationary wall in oil and
gas well drilling. The curved streamlines of the circular
Couette flow can cause a centrifugal instability leading to
toroidal vortices, well known as Taylor vortices. The
presence of these vortices changes the hydrodynamic and
heat transfer characteristics of the process. Therefore, it
is very important to be able to predict the onset of
instability. Most of the available theoretical and
experimental analyses are for Newtonian and viscoelastic
(polymeric solutions) liquids. In this work, the effect of
the viscoplastic properties of high concentration
suspensions on the onset of the Taylor vortices are
determined theoretically by solving the conservation
equations and searching the critical conditions. The
differential equations were solved by the Galerkin / finite
element method and the resulting set of non-linear
algebraic equations, by Newtons method.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:2814 |
| Date | 02 August 2002 |
| Creators | OSCAR CORONADO MATUTTI |
| Contributors | MARCIO DA SILVEIRA CARVALHO, PAULO ROBERTO DE SOUZA MENDES |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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