Please use this identifier to cite or link to this item:
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44537| ORCID: |  http://orcid.org/0009-0006-6355-1338 |
| Document type: | Trabalho de Conclusão de Curso |
| Access type: | Acesso Aberto |
| Title: | Estudo da ascensão de um fluido em um cilindro rotativo |
| Alternate title (s): | Study of the rise of a fluid in a rotating cylinder |
| Author: | Pinto, Saulo Andrade |
| First Advisor: | Neto, Aristeu da Silveira |
| First coorientator: | Figueiredo, Rafael Alves |
| First member of the Committee: | Neto, Aristeu da Silveira |
| Second member of the Committee: | Villar, Millena Martins |
| Third member of the Committee: | Freitas, Thiago Fernando Santiago de |
| Summary: | O presente trabalho foi desenvolvido com a finalidade de realizar um estudo sobre a ascensão de um fluido em um cilindro rotativo, utilizando a dinâmica computacional dos fluidos para comparação com o resultado analítico. Foram analisadas: a influência da velocidade de rotação do cilindro, o coeficiente de tensão interfacial, viscosidade dinâmica da fase dispersa e ângulo de contato no comportamento da interface neste tipo de escoamento. A metodologia foi dividida em modelo físico, no qual se detalha as hipóteses simplificadoras consideradas, modelo matemático, no qual obteve-se a solução analítica do problema e modelo computacional, o detalhamento dos parâmetros e os métodos utilizados nas simulações numérico-computacionais. Utilizou-se o software Ansys Fluent, com o método de volume de fluidos, e o software MFSim, com os métodos de volume de fluidos e fronteira imersa. Os resultados obtidos através das simulações numérico-computacionais foram comparados com a solução analítica. Explicou-se a influência do coeficiente de tensão interfacial e ângulo de contato no escoamento pelos efeitos das forças de coesão e de molhabilidade. Obteve-se menor erro relativo, em comparação com a solução analítica, cerca de 4 % para um coeficiente de tensão interfacial de 0,001 N/m e ângulo de contato de 90◦ , chegando a 30 % para um coeficiente de tensão interfacial de 0,1 N/m e ângulo de contato de 150◦ . |
| Abstract: | This work was developed with the aim of conducting a study on the rise of a fluid in a rotating cylinder, using computational fluid dynamics for comparison with the analytical result. The influence of the cylinder’s rotation speed, surface tension coefficient, dynamic viscosity of the dispersed phase, and contact angle on the behavior of the interface in this type of flow was analyzed. The methodology was divided into physical model, which details the simplifying assumptions considered, mathematical model, in which the analytical solution to the problem was developed, and computational model, which details the parameters and methods used in the numerical-computational simulations. The Ansys Fluent software, with the volume of fluids method, and the MFSim software, with the volume of fluids and immersed boundary methods, were used. The results obtained through the numerical-computational simulations were compared with the analytical solution. The influence of the interfacial tension coefficient and contact angle on the flow was explained through the effects of cohesive and wettability forces. The lowest relative error, compared to the analytical solution, was around 4 % for an interfacial tension coefficient of 0.001 N/m and a contact angle of 90◦ , reaching 30 % for an interfacial tension coefficient of 0.1 N/m and a contact angle of 150◦ . |
| Keywords: | dinâmica dos fluidos computacional computational fluid dynamics volume de fluidos volume of fluids fronteira imersa immersed boundary tensão interfacial surface tension ângulo de contato contact angle |
| Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Quote: | PINTO, Saulo Andrade. Estudo da ascensão de um fluido em um cilindro rotativo. 2025. 64 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44537 |
| Date of defense: | 2-Jan-2025 |
| Appears in Collections: | TCC - Engenharia Mecânica |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| EstudoAscensaoFluido.pdf | TCC | 9.19 MB | Adobe PDF |  View/Open |
This item is licensed under a Creative Commons License
