[pt] Este trabalho trata do escoamento na escala das gotas e da
Reologia de
emulsões diluídas. Técnicas analíticas e numéricas são
empregadas na solução
do problema. Nas vizinhan»cas das gotas o escoamento pode
ser considerado
livre de efeitos de inércia e conseqüentemente as equações
governantes são
as equações de Stokes. Esse limite é conhecido na
literatura como Microhidrodinâmica. O campo de velocidade
e de tensão sobre a superfície das gotas é calculado. Um
processo de média espacial é realizado em um volume
representativo da suspensão tal que a mesma possa ser
estudada como um
ruido contínuo equivalente. Métodos assintóticos baseados
em aproximações
de pequenas deformações das gotas são empregados para
produzir teorias de
primeira e segunda ordens da razão de viscosidade. Uma
extensão da teoria
para emulsões diluídas polidispersas é desenvolvida. Uma
teoria viscoelástica
quasi-linear é construída para emulsões diluídas de alta
razão de viscosidade
em cisalhamento oscilatório. Em regimes de grandes
deformações utiliza-se o
Método Integral de Contorno para determinar-se a forma da
gota e o campos de velocidade sobre a mesma. O método é
descrito em detalhes, tanto do
ponto de vista teórico como de sua implementação numérica.
A validação da
metodologia numérica é feita utilizando resultados
teóricos e experimentais,
disponíveis na literatura. A reologia da emulsão é
estudada em escoamentos
de cisalhamento simples, oscilatório, pura extensão e
cisalhamento quadrático
(escoamento de Poiseuille). Os resultados numéricos para
cisalhamento simples
são utilizados para determinar constantes materiais da
teoria assintótica de segunda ordem para a tensão. Limites
não-lineares de escoamento em regimes
de razões de viscosidade moderadas para os cisalhamentos
simples, oscilatório
e quadrático são estudados / [en] This work deals with the flow in the scale of the drops
and the Rheology
of diluted emulsions. Analytic and numerical techniques
are employed in order
to solve the problem. In the drop neighborhoods the flow
may be considered
as free of inertia effects and consequently governed by
Stokes equations. In the
literature this limit is known as Microhydrodynamics. The
flow field and the
stress tensor on the drop surface are calculated. A
spatial mean process was
taken, in a representative suspension volume, in order to
study the emulsion as
an homogeneous and continuous fluid. Asymptotic methods
based in small drop
deformation approximation are used to produce first and
second orders theories
which the parameter is the viscosity ratio. An extension
of these theories for
polydisperse diluted emulsion is developed. A quasi-linear
viscoelasticity theory
is constructed for diluted emulsion of high viscosity
ratios in oscillatory shear
flows. In the regimes of large deformations, the velocity
and the stress on
the particles are evaluated by a numerical procedure based
on the Boundary
Integral Method for deformable drops. The theoretical and
numerical aspects
of the Boundary Integral Method are described in details.
The code is validated
by comparison the numerical results with the experimental
data presented in
the literature, and also by comparison with the
theoretical results of small
deformation. The emulsion rheology is studied in simple
shear, oscillatory
shear, extensional and also in pressure driven flows. The
numerical results
are used to determine material constants of the stress
theory of the second
order. Non linear flow regimes of moderate viscosity
ratios in simple shear,
oscillatory shear and pressure driven flows are also
studied.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:10983 |
| Date | 06 December 2007 |
| Creators | TAYGOARA FELAMINGO DE OLIVEIRA |
| Contributors | PAULO ROBERTO DE SOUZA MENDES, FRANCISCO RICARDO DA CUNHA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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