Title

PRINCÍPIO VARIACIONAL DA ENTROPIA MÁXIMA APLICADO À REOLOGIA DE POLPAS DE MINÉRIO DE FERRO

VARIATIONAL PRINCIPLE OF MAXIMUM ENTROPY APPLIED TO THE RHEOLOGY OF IRON ORES SLURRIES

Authorship

Louzada, Jean Carlo Grijó; Pinto, Thiago Cesar de Souza; Leal Filho, Laurindo de Salles

Louzada, Jean Carlo Grijó

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Pinto, Thiago Cesar de Souza

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Leal Filho, Laurindo de Salles

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DOI

10.5151/2594-357X-39587

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Abstract

O presente trabalho utiliza uma metodologia inovadora para a caracterização reológica de suspensões de minério de ferro com base no Princípio da Entropia Máxima. Os experimentos foram realizados em um dispositivo tubular e os dados de velocidade e do gradiente de pressão permitiram determinar a tensão de cisalhamento, a taxa de deformação, o fator de atrito, o parâmetro entropia, o número de Reynolds e a viscosidade aparente. Os resultados obtidos para o parâmetro de entropia e número de Reynolds apontaram escoamentos turbulentos. Os reogramas obtidos para as polpas de minério de ferro a 36,8% e 43,6% de sólidos, revelaram comportamentos pseudoplásticos nas taxas de cisalhamento mais baixas e dilatantes em taxas de cisalhamento elevadas. O comportamento pseudoplástico pode ser explicado pela estrutura das partículas em camadas, orientadas na direção do fluxo. O comportamento dilatante pode ser decorrente da formação de agregados de partículas (hidrocluster) e dos efeitos de lubrificação hidrodinâmicos e turbulência em elevadas taxas de cisalhamento.

The presente work applies an innovative methodology for the rheological characterization of iron ore suspensions based on the Maximum Entropy Principle. The experiments were carried out in a tubular device, and velocity and pressure gradient data were used to determine shear stress, shear rate, friction factor, entropy parameter, Reynolds number and apparent viscosity. The results from the entropy parameter and Reynolds number suggest turbulent flows. The reograms obtained for the iron ore slurries at 36.8 and 43.6% solids reveal shear thinning behavior at lower shear rates and shear thickening behavior at high shear rates. The shear thinning behavior can be explained by the layered structure of particles, which are oriented in the flow direction. Shear thickening behavior may be due to the formation of particles aggregates (hydroclusters) and the effects of hydrodynamic lubrication and turbulence at high shear rates.

Keywords

Reologia; Polpas; Entropia Máxima

Rheology; Slurries; Maximum Entropy