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Perda localizada de carga em gotejadores integrados em tubos de polietileno; Local head losses for integrated drippers in polyethylene pipes

Gomes, Anthony Wellington Almeida
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 30/03/2009 PT
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A inserção de gotejadores em uma tubulação modifica as linhas de fluxo, provocando turbulência local, que resulta em perdas de carga adicionais maiores que as perdas contínuas na tubulação. Para avaliar a perda total de carga, ao longo da linha lateral de gotejadores, as perdas contínuas e as localizadas, devidas à presença dos emissores no tubo, devem ser consideradas. Este trabalho apresenta os resultados de um experimento conduzido para avaliar as perdas localizadas de carga em gotejadores coaxiais integrados em tubos de polietileno. A perda de carga para diferentes vazões foi determinada em quatro modelos de tubos gotejadores, com sete repetições. Cada segmento de tubo utilizado continha 11 gotejadores. Para cada vazão, a perda localizada de carga foi calculada pela diferença entre a perda de carga no tubo com emissor e a perda de carga continua no tubo uniforme, estimada pela equação de Darcy-Weisbach. Aproximações matemáticas foram sugeridas para calcular a perda de carga com base no coeficiente de carga cinética (K) e em um valor constante de comprimento equivalente (Le). Para cada modelo de tubo gotejador, o coeficiente K foi praticamente independente do número de Reynolds, para R > 10 000, sugerindo que cada gotejador pode ser caracterizado por um valor médio de K...

Modeling of misalignment effects in microfluidic interconnects for modular bio-analytical chip applications

Rani, Sudheer D.; Park, Taehyun; You, Byoung Hee; Soper, Steve A.; Murphy, Michael C.; Nikitopoulos, Dimitris E.
Fonte: PubMed Publicador: PubMed
Tipo: Artigo de Revista Científica
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Minimizing misalignments during the interconnection of microfluidic modules is extremely critical to develop a fully integrated microfluidic device. Misalignments arising during chip-to-chip or world to chip interconnections can be greatly detrimental to efficient functioning of microfluidic devices. To address this problem, we have performed numerical simulations to investigate the effect of misalignments arising in three types of interconnection methods: a) end-to-end interconnection b) channel overlap when chips are stacked on top of each other and c) tube-in-reservoir misalignment occurring due to the offset between the external tubing and the reservoir. For the case of end-to-end interconnection, the effect of misalignment was investigated for 0, 13, 50, 58, and 75% reduction in the available flow area at the location of geometrical misalignment. In the channel overlap interconnection method, various possible misalignment configurations were simulated by maintaining the same amount of misalignment (75% flow area reduction). The effect of misalignment in a tube-in-reservoir interconnection was investigated by positioning the tube at an offset of 164μm from the reservoir center. All the results were evaluated in terms of the equivalent length of a straight pipe. The effect of Reynolds number (Re) was also taken into account by performing additional simulations of aforementioned cases at Re ranging between 0.075 ≤Re ≤75. Correlations were developed and the results were interpreted in terms of equivalent length (Le). Equivalent length calculations revealed that the effect of misalignment in tube-in-reservoir interconnection method was the least significant when compared to the other two methods of interconnection.