Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-22T17:50:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1
238516.pdf: 5298890 bytes, checksum: 0ef61b796a3cfc07504d13ed32e0748f (MD5) / O estudo de problemas que envolvem a molhabilidade e a capilaridade em meios porosos tem sido assunto de grande interesse científico e econômico. A importância desse estudo é revelada por muitos processos tecnológicos que incluem a aplicação direta de fluidos sobre diferentes tipos de superfícies. O principal objetivo desta tese de doutorado é o melhor entendimento destes fenômenos físicos. Com esse enfoque, um método Lattice-Boltzmann baseado em mediadores de campo é proposto para a simulação de fenômenos que envolvem a interação fluido-sólido, no qual os efeitos das forças de interação de longa distância são importantes e devem ser considerados para que a dinâmica macroscópica observada experimentalmente seja recuperada. A modelagem da interação fluido-fluido foi feita através de um modelo conhecido na literatura. Este modelo possibilita a simulação de equilíbrio de fases através de uma equação de estado que possui um comportamento semelhante à equação de van der Waals. Os resultados obtidos mostram que o ângulo de contato depende fortemente das interações de longa distância e o aumento das forças de adesão leva à diminuição do ângulo de contato, em concordância com simulações baseadas em dinâmica molecular. No caso de superfícies sólidas irregulares, observa-se a histerese de ângulo de contato. A universalidade da dinâmica de espalhamento sobre superfícies sólidas é observada numa escala característica, na qual os efeitos microscópicos parecem ser desprezíveis. A formação de um filme precursor deslocando-se mais rapidamente que o restante da gota é notada. Os resultados obtidos para a ascensão capilar entre placas paralelas em condições estáticas concordam com resultados teóricos e ilustram que o balanço de forças local em torno da linha de contato não é influenciado pela gravidade, definindo o ângulo de contato medido na presença do campo gravitacional como uma propriedade aparente. Em condições dinâmicas, a comparação entre resultados teóricos e simulados foi feita através da equação de Bosanquet. Verifica-se que o comportamento dinâmico previsto pela solução teórica é satisfatoriamente recuperado pelas simulações em condições de reservatório infinito, particularmente se a separação entre as placas é pequena. Quando é observada alguma discrepância, nota-se que teoria e simulação não coincidem nos primeiros estágios da ascensão devido ao modelo teórico não prever a formação inicial do menisco. É mostrado que a dependência entre o ângulo de contato dinâmico e o número capilar é representativa de superfícies lisas e homogêneas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/89189 |
| Date | January 2006 |
| Creators | Wolf, Fabiano Gilberto |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Philippi, Paulo Cesar, Santos, Luis Orlando Emerich dos |
| Publisher | Florianópolis, SC |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 1 v.| il., grafs., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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