Orientador : Carlos Alberto Gasparetto

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos

Resumo: Neste trabalho foi abordado o escoamento laminar com transferência de calor em regime permanente, no interior de tubos cilíndricos, para fluidos não-newtonianos do tipo pseudoplástico e dilatante. Os fluidos utilizados foram soluções poliméricas de amido de milho modificado, K-carragena e...

Resumo: Neste trabalho foi abordado o escoamento laminar com transferência de calor em regime permanente, no interior de tubos cilíndricos, para fluidos não-newtonianos do tipo pseudoplástico e dilatante. Os fluidos utilizados foram soluções poliméricas de amido de milho modificado, K-carragena e goma xantana, cujas características reológicas foram determinadas em reômetro de cilindros concêntricos. O comportamento desses fluidos é descrito pelo modelo de Ostwald-de Waele e é do tipo: t = K ? n sendo que o parâmetro material K, índice de consistência, apresentou uma dependência da temperatura conforme a equação: K = K' exp [b(T-T')] Os casos tratados abrangem uma faixa 0,0262=Gz*= 0,324 e foram resolvidos pelo método das diferenças finitas e experimentalmente. O problema de transferência de calor tem como condição inicial o escoamento plenamente desenvolvido com temperatura uniforme. As condições de contorno adotadas foram: temperatura da parede constante e fluxo de calor no centro do tubo igual a zero. Foram desprezadas a dissipação viscosa e a condução de calor na direção axial. Os resultados da modelagem para a hidrodinâmica e coeficientes de transferência de calor em escoamentos não-isoviscosos podem ser aplicados de forma prática e rápida para os casos de transferência de calor de interesse prático

Abstract: This work deals with steady state laminar flow with heat which transfer through cylindrical ducts of non-Newtonian fluids are of pseudoplastic and dilatant type. The fluids employed were polimeric solutions of modified corn starch, K-carragena and Xantana gum. Their rheological cylinders...

Abstract: This work deals with steady state laminar flow with heat which transfer through cylindrical ducts of non-Newtonian fluids are of pseudoplastic and dilatant type. The fluids employed were polimeric solutions of modified corn starch, K-carragena and Xantana gum. Their rheological cylinders characteristics were determined in a concentric rheometer. The behaviour of the fluids is described by the Ostwald-de-Waele model and is of the type: t = ? n where the material parameter K, index of consistency, presented a temperature dependence according to K = K' exp [b(T-T')] The cases under study are in the range of 0,0262=Gz*= 0,324 and were solved both by finite difference method and experimentally. The heat transfer problem considers the initial condition of fully developed flow, with uniform temperature. The boundary conditions are: constant temperature at the tube wall and zero thermal flux at the center of the tube. Viscous dissipation and axial heat conduction were not considered. The modelling for the hydrodynamics and heat transfer coefficients in non-isoviscous flow can fast and easily be applied to practical situations of heat transfer