AGREGAÇÃO DE PARTÍCULAS EM UMA SUSPENSÃO DILUÍDA EM REGIMES DE RÁPIDA COAGULAÇÃO

Hugo Leonnardo Gomides do Couto¹

¹ Universidade de Brasília

Resumo

Neste trabalho desenvolve-se uma investigação teórica acerca das interações binárias de partículas em uma suspensão diluída. A suspensão é composta de partículas esféricas magnéticas de diferentes raios e densidades imersas em um fluido Newtoniano. Esta polidispersidade promove o movimento relativo das partículas, por meio da ação da gravidade. Quando as partículas estão próximas, as partículas podem exercer umas sobre as outras uma força atrativa de van der Waals, uma força magnética, devido à prévia magnetização das partículas, e uma força repulsiva eletrostática, devido à formação de uma dupla camada elétrica sobre a superfície das partículas. No regime de rápida coagulação, a força atrativa de van der Waals e a força magnética dominam o efeito da força repulsiva. Por meio do cômputo das interações hidrodinâmicas entre esferas rígidas, no regime de baixos números de Reynolds, determina-se o movimento relativo das partículas. A relação entre a força interpartícula e a gravidade estabelece se as trajetórias resultantes serão fechadas, quando ocorre a agregação, ou abertas, podendo apresentar uma quebra da reversibilidade das trajetórias relativas no tempo. A eficiência do processo de agregação é calculada a fim de determinar o efeito das interações hidrodinâmicas sobre a estabilidade de suspensões não-Brownianas. Além disso, como a natureza da força magnética pode ser atrativa ou repulsiva, avalia-se a estabilidade da suspensão por meio da adequada orientação dos momentos de dipolo magnético das partículas.

Palavras-chave: sedimentação; interações hidrodinâmicas; eficiência de agregação; forças de van der Waals; partículas magnéticas