Tese: Caracterização do Escoamento de Líquidos Viscoelásticos no Processo de Revestimento por Rotação Direta
Aluno(a) : Melisa Yvone Zambrano BecerraOrientador(a): Márcio Carvalho e Luis Fernando Azevedo
Área de Concentração: Termociências
Data: 15/05/2005
Link para tese/dissertação: http://www.maxwell.lambda.ele.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=7356@1
Resumo: O processo de deposição de uma fina camada de líquido sobre um substrato em movimento é conhecido como processo de revestimento. Um das técnicas mais utilizadas é o Revestimento por Rotação Direta, devido a sua simplicidade e baixo custo de instalação e operação. A baixas velocidades, o escoamento na regiío de aplicação do líquido sobre o substrato é bi-dimensional e permanente. Porém quando a velocidade é elevada o escoamento bi-dimensional torna-se instável, levando a um escoamento tri-dimensional, com variação da espessura do filme de líquido depositado ao longo da largura do substrato. Este tipo de instabilidade é comumente denominado ribbing, e limita a velocidade do processo dependendo dos requisitos de uniformidade de espessura. Geralmente, os líquidos utilizados neste processo sío soluções poliméricas, os que apresentam um comportamento nío Newtoniano. Foi demonstrado, para líquidos Newtonianos, que o gradiente da pressío perto do menisco desestabiliza o escoamento. O parâmetro crítico para o aparecimento da instabilidade é o número de capilaridade. Para líquidos viscoelásticos, o comportamento do escoamento muda drasticamente, a instabilidade ocorre a números de capilaridade bem menores quando comparado ao caso Newtoniano. O mecanismo pelo qual a elasticidade desestabiliza o escoamento perto da superfície livre ainda nío é completamente entendido. Predições recentes mostraram que a zona de recirculação perto do menisco, presente para líquidos Newtonianos, diminui e desaparece posteriormente a medida que o escoamento torna-se mais viscoelástico (aumento do Número de Weissenberg). O objetivo deste trabalho é verificar experimentalmente este fenômeno e determinar o efeito das propriedades viscoelásticas do líquido no processo. Para isso, o escoamento entre uma placa estacionaria e um cilindro girante é analisado experimentalmente visualizando a regiío perto da superfície livre e medindo o campo de velocidade usando a técnica de Velocimetria por Imagem de Partículas (PIV). Diferentes soluções de polietileno glicol (PEG) de baixo peso molecular e oxido de polietileno (PEO) de alto peso molecular em água foram utilizadas como líquidos de testes. Suas propriedades reológicas foram medidas tanto em cisalhamento como em extensío.