ESTUDO NUMÉRICO DE UM PROCESSO DE INFUSÃO DE RESINA PARA DIFERENTES CONFIGURAÇÕES DE UM CANAL VAZIO EM FORMA DE Y

Abstract

O presente trabalho avalia numericamente o processo de Infusão de Resina Líquida (LRI- Liquid Resin Infusion) em distintas configurações de canais vazios com geometria “Y” inseridos numa placa retangular com meio poroso. O LRI consiste na injeção de uma resina polimérica em um molde fechado constituído por um meio poroso e canais vazios, que facilitam a propagação da resina por toda extensão do domínio. Destaca-se que esse processo apresenta grande aplicação na indústria automotiva, marítima e aeroespacial.  O escoamento de resina é considerado incompressível, laminar e transiente tanto no meio poroso quanto no não-poroso. O objetivo é comparar o tempo de preenchimento da resina em diferentes configurações de canais vazios em formato de “Y” e identificar a geometria que minimiza o tempo de injeção. As restrições geométricas do problema são a área da placa com o meio poroso, a espessura e comprimento total do canal vazio. O problema possui dois graus de liberdade, a razão entre os comprimentos do ramo simples e dos ramos bifurcados do canal aberto (H₀/H₁) e o ângulo entre os ramos bifurcados e a direção horizontal (?= 10º), que é mantido constante. As equações de conservação de massa e quantidade de movimento para a mistura resina-ar e, uma equação para o transporte de fração volumétrica de resina são resolvidas com o Método dos Volumes Finitos (FVM). A interação entre as fases é tratada com o método Volume of Fluid (VOF) e representa-se o efeito do meio poroso sobre o escoamento da resina pela força de campo dada pela lei de Darcy. Os resultados obtidos demonstraram que a variação de configuração tem alta influência no tempo de preenchimento da resina. Para o caso estudado, observou-se que a maior razão H₀/H₁ conduziu ao melhor desempenho do sistema, ou seja, minimizou o tempo de injeção da resina.