|
As
duas fotos mostram o escoamento do ar e da água em um tubo de vidro. |
Áreas
de pesquisa em Física dos Fluídos
Abaixo são listadas algumas importantes áreas de pesquisa de fluídos em microgravidade.
DINÂMICA e ESTABILIDADE: refere-se ao estudo do movimento dos fluídos em função da ação de diferentes tipos de forças. Em microgravidade, com a redução da convecção “gravitacional”, é possível verificar como a tensão superficial (tendência de atração entre as moléculas da superfície de um fluído) e as forças eletromagnéticas podem influenciar no movimento dos fluídos. Estas pesquisas podem auxiliar a melhorar o controle do escoamento de fluídos em sistemas usados tanto na Terra como no espaço.
ESCOAMENTO
POLIFÁSICO: estuda um tipo de
fluído que é uma mistura de um líquido e um gás, comum em sistemas de
refrigeração de espaçonaves, linhas de suprimento vital, linhas de óleo e gás,
e de usinas nucleares. O estudo em microgravidade pode trazer contribuições
para o aumento da eficiência destes sistemas, bem como também compreender os
mecanismos em que a energia e a matéria (átomos, moléculas, partículas,
etc.) se movem nestes fluídos sem a influência de convecção
e de sedimentação.
|
|
As
duas fotos mostram o escoamento do ar e da água em um tubo de vidro. |
FENÔMENOS DE INTERFACE: trata da formação e do comportamento da interface de sistemas fluído/fluído, fluído/sólido e sólido/sólido. A dinâmica da interface estuda a variação da interface em função da temperatura e composição química, contribuindo para os fundamentos de crescimento de cristais e processamento de materiais. O molhamento (facilidade com que um líquido se espalha em uma superfície) e a tensão superficial são casos típicos de fenômenos de interface. Em microgravidade, estes fenômenos determinam a configuração e a localização das interfaces dos fluídos nos escoamentos polifásicos.
 |
As fotos mostram a mudança da interface entre um líquido e um gás, em um recipiente selado de tubos duplos e ligeiramente assimétricos. Sob ação da gravidade, (tubos superiores) as interfaces se apresentam com maior grau de planicidade, mas em microgravidade (tubos inferiores), ocorre uma variação significativa nos seus formatos. As mudanças dependem também do grau de assimetria entre os dois tubos. |
FLUÍDOS COMPLEXOS: são gases ou líquidos que contém partículas ou outras substâncias dispersas, tais como os colóides, gels, espumas e sistemas granulares. Exemplos típicos de colóides são o aerossol (gotas em um gás), fumaça (partículas sólidas em um gás) e tinta (partículas sólidas em um líquido). Os gels são misturas coloidais de líquidos e sólidos, com a peculiaridade das partículas sólidas estarem unidas de forma contínua, aumentando a viscosidade do fluido (resistência ao escoamento). Espuma é uma dispersão não uniforme de bolhas de gás em um pequeno volume de líquido, presente nos detergentes, cosméticos, extintores de incêndio e alguns alimentos. Sistemas granulares são compostos de uma série de objetos similares (como os grãos de areia ou solo) compactados em um líquido ou gás, que podem escoar como um fluído em determinadas condições. Em microgravidade é possível estudar as propriedades dos fluídos complexos sem limitação na dimensão das partículas dispersas, uma vez que os efeitos de sedimentação e de convecção podem ser negligenciados.
 |
Este sistema coloidal é um modelo para estudos dos fundamentos de solidificação e crescimento de cristais. A mistura contém partículas dispersas em um líquido com inicialização de formação de pequenos cristais. Na Terra, por causa da sedimentação, os cristais acabam se depositando no fundo, prejudicando a continuidade dos seus crescimentos. Em microgravidade, os cristais podem permanecer suspensos no líquido e tendem a crescer em tamanhos maiores. |
