dc.creator | Campo, Yan Araujo Santos da | |
dc.date.accessioned | 2024-02-27T12:30:47Z | |
dc.date.available | 2024-02-27T12:30:47Z | |
dc.date.issued | 2024-02-19 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/31567 | |
dc.description.abstract | Although known since ancient times, triboelectricity is a phenomenon whose fundamental
causes are not yet fully understood, especially in liquid-solid interfaces. Significant
efforts have initiated studies on electrostatic charging at these interfaces, particularly
concerning accidents caused by unwanted charge accumulations and the harnessing
of electrostatic energy generated during triboelectrification by flow. Despite the growing
interest in this field, additional investigations are needed to further elucidate the causes
of this phenomenon. The research in this work aimed to analyze the behavior of
electrostatic charge acquired by liquids during flow through a polytetrafluoroethylene
(PTFE) capillary tube. It was observed that an excess of positive charges were recorded
in all liquids, and there was a linear increase in the acquired charge as a function
of the drained volume. Aqueous solutions with pH variation did not showed significant
differences in charge gain. Alcohols also exhibited an increasing behavior of acquired
charge with respect to the length of the carbon chain, except for methanol. Surfactants
showed significantly lower charges compared to solutions with varied pH and
alcohols. The study measured the electrostatic potential of the tube and observed a
sudden decay to -400 V when the flow was stopped. Additionally, composites based
on exfoliated and reassembled graphite were used as electrodes to compose a flow
sensor. A study was conducted on different types of electrodes to assess their effectiveness
in sensing the flow of water and ethanol in a tube. The results demonstrated
that using self-powered composites, particularly the two square-face electrodes positioned
parallel at 4 mm from the tube, was able to differentiate between the intermittent
flow of liquids over several time periods. The system employed an input signal filter
and a microcontroller, along with four LEDs to indicate the flow and type of liquid. The
present results are important on developing electrostatic charge controllers for the safe
transport of various liquids and for sensing the flow, which can prevent accidents and
waste. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq | por |
dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - FAPESP | por |
dc.description.sponsorship | Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações - MCTI | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Eletrização de água | por |
dc.subject | Eletrização por fluxo | por |
dc.subject | Sensor de fluxo não invasivo | por |
dc.subject | Interface água-PTFE | por |
dc.subject | Compósito de grafite | por |
dc.subject | Eletrização de PTFE | por |
dc.subject | Water electrification | eng |
dc.subject | Flow electrification | eng |
dc.subject | Non-contact flow sensor | eng |
dc.subject | PTFEwater interface | eng |
dc.subject | Graphite-based composite | eng |
dc.subject | PTFE surface electrification | eng |
dc.title | Comportamento eletrostático em interface líquido-sólido: estratégias para detecção de fluxo de líquidos | por |
dc.title.alternative | Electrostatic behavior at solid-liquid interface: strategies for liquid flow sensing | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | 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. | por |
dc.contributor.advisor1 | Burgo, Thiago Augusto de Lima | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5737213839553155 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Köhler, Mateus Henrique | |
dc.contributor.referee1 | Dorneles, Lucio Strazzabosco | |
dc.contributor.referee2 | Figueroa, Carlos Alejandro | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/1189633244845231 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Física | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Física | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências Naturais e Exatas | por |