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Análise de microrreatores usando a fluidodinâmica computacional. (2018)

  • Authors:
  • USP affiliated author: PERES, JOSE CARLOS GONÇALVES - EP
  • School: EP
  • Sigla do Departamento: PQI
  • Subjects: FLUXO LAMINAR DOS LÍQUIDOS; MECÂNICA DOS FLUÍDOS COMPUTACIONAL; MICROTUBOS; MISTURADORES; SIMULAÇÃO
  • Agências de fomento:
  • Language: Português
  • Abstract: Dispositivos de reação miniaturizados tendem a ganhar espaço na indústria de processos químicos por elevarem o transporte de massa e de calor e a segurança dos processos. Para compreender o papel de cada elemento constituinte de um microrreator sobre seu campo de velocidades e fenômenos de mistura, foram simulados um conjunto de dois canais, uma junção em T, 30 canais em formato de serpentina e um microchip completo através da fluidodinâmica computacional. A seção transversal destes microdispositivos têm dimensões entre 100 e 300 ?m, enquanto o comprimento dos canais varia de 3000 a 25190 µm. Os modelos computacionais foram discretizados por malhas hexaédricas e os campos de velocidade em estado estacionário foram calculados para vazões de alimentação entre 12,5 e 2000 µL min-1, considerando regime laminar. A mistura foi avaliada pela injeção de traçadores não-reativos e distribuição das respectivas frações mássicas. As simulações foram validadas usando microvelocimetria por imagens de partículas. Os campos de velocidade possuem magnitudes significativas apesar das dimensões reduzidas e baixas vazões de operação dos sistemas. As imagens experimentais do escoamento evidenciaram o formato parabólico do campo de velocidades e o deslocamento de seu ponto máximo nas regiões curvas causado pela força centrífuga, como estimado pelo modelo computacional. Tal força, em conjunto com as forças viscosas na parede, gera fluxos secundários no escoamento. A distribuição de traçadores não-reativos evidenciou a importância dos fluxos secundários para promover mistura na direção ortogonal ao escoamento principal, ocorrendo sob o regime estacionário nas vazões analisadas. O estudo aqui realizado evidencia o emprego da fluidodinâmica computacional como ferramenta para melhor compreensão da fluidodinâmica e como apoio ao projeto de microdispositivos.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 30.01.2018
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    How to cite
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    • ABNT

      PERES, José Carlos Gonçalves; VIANNA JUNIOR, Ardson dos Santos. Análise de microrreatores usando a fluidodinâmica computacional.. 2018.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2018. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-16072018-152921/pt-br.php >.
    • APA

      Peres, J. C. G., & Vianna Junior, A. dos S. (2018). Análise de microrreatores usando a fluidodinâmica computacional. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-16072018-152921/pt-br.php
    • NLM

      Peres JCG, Vianna Junior A dos S. Análise de microrreatores usando a fluidodinâmica computacional. [Internet]. 2018 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-16072018-152921/pt-br.php
    • Vancouver

      Peres JCG, Vianna Junior A dos S. Análise de microrreatores usando a fluidodinâmica computacional. [Internet]. 2018 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-16072018-152921/pt-br.php


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