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dc.creatorJimenez, Angel de Jesus Rivera-
dc.date.accessioned2021-06-10T21:13:44Z-
dc.date.available2021-06-10T21:13:44Z-
dc.date.issued2021-02-10-
dc.identifier.citationJIMENEZ, Angel de Jesus Rivera. Visualização do reinicio de escoamento de materiais viscoplásticos em tubos horizontais usando velocimetria por imagem de partículas. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25143-
dc.description.abstractThe flow of viscoplastic materials is widely found in various industrial sectors, such as polymer processes, food pumping, paraffin oil industry, among others. In shutdown situations due to emergency or maintenance, the material at rest exhibits a gel-like structure after a period of time. In order to restart the flow high pressures are applied which result in a overestimation of the dimensions of the pipeline and the production costs. Therefore, an accurate prediction of the minimum pressure to restart the flow is necessary as an operational requirement. The objective of this experimental study is to investigate and visualize the start-up flow of yield stress materials in pipes. For a better understanding of the flow dynamics of these materials, a test section of length 0.980 m with a circular cross-section of inner radius 0.011 m attached to two reservoirs to control the inlet and outlet pressure and Two-dimensional Particle Image Velocimetry (PIV) visualization system is used as an experimental setup. Two aqueous solutions of Carbopol® (25 and 50 wt%) are used as viscoplastic fluids. The velocity profiles, the presence of plug structure and the solid-fluid transition are analyzed before the fluid begins to yield. A relationship between the minimum start-up flow pressure drop and velocity field evolution is observed for the different solutions. Moreover, the time required to restart the jammed line depends mainly on the applied pressure drop and the viscosity that decreases with time. Finally, it was observed that the slip velocity increases in an exponential way with the wall shear stress and velocity gradients.pt_BR
dc.languageengpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/pt_BR
dc.subjectEscoamentopt_BR
dc.subjectViscosidadept_BR
dc.subjectFluidos não-newtonianospt_BR
dc.subjectFluidos newtonianospt_BR
dc.subjectCisalhamentopt_BR
dc.subjectTensão - Concentraçãopt_BR
dc.subjectTubos - Dinâmica dos fluidospt_BR
dc.subjectFlowpt_BR
dc.subjectViscositypt_BR
dc.subjectNon-Newtonian fluidspt_BR
dc.subjectNewtonian fluidspt_BR
dc.subjectShear (Mechanics)pt_BR
dc.subjectStress concentrationpt_BR
dc.subjectTubes - Fluid dynamicspt_BR
dc.titleStart-up flow visualization of viscoplastic materials in horizontal pipes using particle image velocimetrypt_BR
dc.title.alternativeVisualização do reinicio de escoamento de materiais viscoplásticos em tubos horizontais usando velocimetria por imagem de partículaspt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoO escoamento de materiais viscoplásticos pode ser encontrado em inúmeros setores industriais, como o processamento de polímeros, bombeamento de comida, indústria de óleos parafínicos, entre outros. Em situações de fechamento devido a emergências ou manutenção, o material restante apresenta uma estrutura gelificada após determinado intervalo de tempo. Objetivando reiniciar o escoamento são aplicadas altas pressões, como no caso de óleos parafínicos em reservas marítimas, situação na qual sobrestimar as pressões pode causar o aumento das dimensões da tubulação e, consequentemente, os custos de produção. Dessa forma faz-se necessária uma predição estimada da pressão mínima para o reinício de circulação como requisito operacional. O objetivo desse estudo experimental é investigar e visualizar o reínicio de escoamento de materiais de tensão limite. Para uma melhor compreensão da dinâmica de escoamento desses materiais são utilizados como montagem experimental uma seção de teste de comprimento 0,980 m com seção circular de raio interno de 0,011 m conectada a dois reservatórios para controle de pressão de entrada e saída e um sistema de visualização por velocimetria por imagens bi dimensionais de partículas (PIV). Duas soluções aquosas de Carbopol® (25 e 50 wt%) são utilizadas como fluidos viscoplásticos. Os perfis de velocidade, a presença de uma estrutura de plug e a transição sólido-fluído são analisadas antes do fluido começar a escoar. A relação entre a mínima queda de pressão de reinício e a evolução do campo de velocidade é observada para diferentes soluções. Ademais, o tempo necessário para reiniciar uma linha bloqueada depende principalmente da queda de pressão aplicada e da viscosidade que aumenta em função do tempo. Finalmente, foi observado que a que a velocidade de escorregamento aumenta exponencial com a tensão cisalhante na parede e com o gradiente de velocidade.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0001-5745-3391pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5807473658929267pt_BR
dc.contributor.advisor1Franco, Admilson Teixeira-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-7977-6404pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3561428456009236pt_BR
dc.contributor.referee1Franco, Admilson Teixeira-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-7977-6404pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3561428456009236pt_BR
dc.contributor.referee2Negrao, Cezar Otaviano Ribeiro-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-7090-2729pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/4344790398205987pt_BR
dc.contributor.referee3Soares, Edson Jose-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4485206584533650pt_BR
dc.contributor.referee4Fiorot, Guilherme Henrique-
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0001-9347-7753pt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/3265399567357587pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiaispt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICApt_BR
dc.subject.capesEngenharia Mecânicapt_BR
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