Comportamento eletrostático em interface líquido-sólido: estratégias para detecção de fluxo de líquidos
Fecha
2024-02-19Primeiro coorientador
Köhler, Mateus Henrique
Primeiro membro da banca
Dorneles, Lucio Strazzabosco
Segundo membro da banca
Figueroa, Carlos Alejandro
Metadatos
Mostrar el registro completo del ítemResumen
Embora conhecida desde a antiguidade, a triboeletricidade é um fenômeno cujas causas
fundamentais ainda não são completamente compreendidas, especialmente em
interfaces líquido-sólido. Importantes trabalhos iniciaram os estudos do carregamento
eletrostático nessas interfaces, sobretudo no que diz respeito à acidentes causados
por acúmulos indesejados de carga e ao aproveitamento da energia eletrostática gerada
durante a triboeletrização por fluxo. Apesar do crescente interesse nos estudos
desta área, são necessárias investigações suplementares para elucidar ainda mais
as causas deste fenômeno. A pesquisa descrita nessa dissertação teve como objetivo
analisar o comportamento da carga eletrostática adquirida por líquidos durante
o fluxo através de um tubo capilar de politetrafluoretileno. Observou-se que um excesso
de cargas positivas foi registrado em todos os líquidos, e um aumento linear na
carga adquirida em função do volume drenado. Soluções aquosas com variação de
pH não apresentaram diferenças significativas no ganho de carga. Os álcoois também
apresentaram um comportamento crescente da carga adquirida em relação ao comprimento
da cadeia de carbono, exceto para o metanol. Surfactantes mostraram cargas
significativamente mais baixas em comparação com soluções de pH variado e álcoois.
O estudo mediu o potencial eletrostático do tubo e observou uma queda repentina
para -400 V quando o fluxo foi interrompido. Além disso, compósitos baseados em
grafite esfoliado e reestruturado foram usados como eletrodos para compor um sensor
de fluxo. Um estudo foi realizado com diferentes tipos de eletrodos para verificar sua
eficácia na detecção do fluxo de água e etanol em um tubo. Os resultados mostraram
que o uso de compósitos autoalimentados, especialmente o eletrodo de duas faces
quadradas posicionado paralelamente a 4 mm do tubo, foi capaz de diferenciar o fluxo
intermitente de líquidos ao longo de vários períodos de tempo. O sistema utilizou um
filtro de sinal de entrada e um microcontrolador, juntamente com quatro LEDs para
indicar o fluxo e o tipo de líquido. Os resultados apresentados são importantes no
desenvolvimento de controladores de carga eletrostática para o transporte seguro de
vários líquidos e para a detecção do fluxo, o que pode evitar acidentes e desperdício.
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