Análise de escoamentos em microporos pela técnica de velocimetria por imagens de partículas

Abstract

O estudo de microfluídica tem despertado elevado interesse devido à sua aplicabilidade na extração de petróleo e recuperação de solo contaminado, tendo assim grande impacto econômico e ambiental. Como qualquer tema na engenharia, a microfluídica pode ter três abordagens diferentes: analítica, experimental e numérica. É importante que cada abordagem produza resultados compatíveis e comparáveis entre si, entretanto, tal comparação não é trivial, uma vez que os dados provenientes de uma abordagem não estão disponíveis em outra. Um exemplo claro disso é o campo de velocidade, sempre disponível na abordagem numérica mas de difícil obtenção no caso experimental. O recente desenvolvimento na técnica de velocimetria por imagem de partículas em microcanais (mu-PIV) vem de encontro ao citado, pois permite que se capture o campo de velocidade do escoamento. Este trabalho propõe-se a utilizar mu-PIV para a análise de escoamento em duas estruturas diferentes de microporos. Avalia-se também o comportamento do fluido aprisionado no microporo em um escoamento bifásico. As geometrias dos poros abordados são circular e triangular. Os fluidos de trabalho são água ultrapura e FC-43, as micropartículas utilizadas são de poliestireno com superfície modificada de carboxilato e possuem 1 mum de diâmetro. Variou-se o número capilar no escoamento de 10^-6 até 10^-3. Os resultados obtidos mostram forte dependência com a profundidade do canal e a necessidade que o escoamento injetado seja da ordem de 10^4mum/s para o fluido aprisionado no poro apresentar movimento na ordem de 10^1mum/s.