Em muitas operações industriais encontram-se situações em que dois líquidos devem escoar simultaneamente por um mesmo duto. Neste trabalho, apresenta-se um estudo analítico do comportamento do escoamento laminar completamente desenvolvido de fluidos imiscíveis (água-óleo) em placas planas e dutos circulares. O sistema empregado é o “Core Flow Lift”, que consiste em adicionar ao fluxo de óleo na tubulação um fluido de menor viscosidade, na forma de uma capa anular externa (água), o que reduz consideravelmente a resistência do óleo ao escoamento, conseguindo um ganho na relação de potência de bombeamento. Esse processo é de fácil aplicação, baixo custo e alto rendimento, possibilitando altas vazões, e já vem sendo utilizado no transporte à longa distância em algumas plantas no exterior, com sucesso. As situações físicas de escoamento entre placas planas paralelas e dutos circulares de seção circular, além de serem muito aplicadas na indústria, são as duas geometrias mais estudadas na literatura utilizada nos Cursos de Graduação em Engenharia Mecânica. Foram desenvolvidos os perfis de velocidades de cada fluido para diferentes campos de temperatura de mistura, partindo-se dos perfis de velocidades e das tensões viscosas na interface dos fluidos, considerando contato perfeito entre ambos os meios. Demonstra-se que existe uma temperatura ideal para redução na potência de bombeamento para duto de seção reta circular e uma temperatura limitante para sistema água-óleo em placas planas paralelas.
In many industrial operations there are situations that two fluids should flown simultaneously through the same duct. This work presents an analytical study of the laminar flown behavior fully developed by immiscible fluids (water-oil) in flat plates and circular ducts. The system employed is the “Core Flow Lift”, which consists of adding a lower viscosity fluid in a form of an outer ring cover (water) to the flow of oil in the pipe. This reduces the resistance of oil to the flow, achieving a gain in the power pumping relation. This process is easy to use, it has a low cost and high performance, allowing high flow rates, and it has been used in long-distance transport in some plants abroad with success. The physical situations of flow between flat parallel plates and circular ducts of circular section are the two most studied geometries in literature used in Mechanical engineering courses, beyond being applied in industry. Thespeed profiles of each fluid to the different fields of mixture temperature were developed, starting from the speed profiles and the viscous tensions in the fluids interface, considering the perfect contact between both media. It shows the existence of an ideal temperature to the reduction of the power pumping to the duct of circular cross section and a limiting temperature to the oil-water system in flat parallel plates.
