Escoamento laminar em dutos circulares com incrustações: análise do perfil de velocidade e fator de atrito.

Abstract

Diversos fatores influenciam o surgimento de resíduos e depósitos nas paredes de dutos, devido ao acúmulo de materiais orgânicos ou não, quando se realiza o transporte seja na indústria de petróleo ou mesmo na distribuição de água e áreas de saneamento básico. Esses depósitos diminuem a área de passagem do fluido, dificultando assim o transporte no interior destas tubulações. De modo geral, denominamos de incrustações o acúmulo de compostos nas paredes internas dos dutos. Observando essas questões, este trabalho visa apresentar um estudo hidrodinâmico, apresentando perfis de velocidade e número de Poiseuille em dutos circulares com incrustações no seu interior. A geometria da seção transversal do duto é apresentada, ao total de cinco geometrias com seções diferentes, e aproximações das curvas, que compõem as incrustações são parametrizadas para compor um conjunto de funções bases onde as mesmas são utilizadas para aplicação do método integral baseado em Galerkin. A análise hidrodinâmica local é discutida para escoamento laminar completamente desenvolvido no interior das geometrias consideradas e o estudo apresentado amplia a aplicação do método de Galerkin às geometrias arbitrárias, visto que as incrustações simulam geometrias não convencionais e não encontradas na literatura.