Validação das aproximações do tipo hele-shaw aplicadas ao escoamento de fluídos viscoplásticos em uma cavidade simétrica

Abstract

O estudo do escoamento de um fluido em cavidades delgadas, como no caso de preenchimento de moldes de injeção, escoamentos em meios porosos e estudo de fenômenos de interface entre fluidos, levaram ao desenvolvimento de aproximações bidimensionais para este tipo de problema chamadas equações de Hele-Shaw. Com base nesta teoria, Huilgol (2006) propôs soluções analíticas simplificadas para o perfil de velocidade obtido no escoamento de um fluido viscoplástico em uma célula de Hele-Shaw. Este trabalho teve por objetivo validar o método de obtenção das equações analíticas simplificadas para fluidos viscoplásticos obtidas por Huilgol através da comparação dos resultados de velocidade média e gradiente de pressão fornecidos pelas equações obtidas pelo método bidimensional com o resultado numérico obtido da simulação do problema em uma geometria tridimensional utilizando o software OpenFoam. Os modelos viscoplásticos utilizados foram os de Bingham e de Herschel-Bulkley. A comparação dos métodos apresenta aproximadamente 1% de erro, valor próximo ao erro do método numérico proposto, indicando que a solução analítica aproximada representa adequadamente o escoamento em questão para a geometria considerada e para a faixa de valores utilizados para os parâmetros do modelo.