Reologia dos Fluidos

Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Campus Medianeira

Bacharelado em Engenharia de Alimentos

Fenômenos do Transporte 1 – Turma A51

Professor: Daiane Lenhard

Reologia dos Fluidos

Acadêmico: Bruna Yuu Tanaka Pereira        RA:1641263

Medianeira

Abril de 2018

1. Introdução

O Fluido é uma substância que não possui uma forma definida, ou seja, pode assumir qualquer formato dependendo do recipiente que o contêm. Podemos classificar como fluido líquidos e gases.

Na área de engenharia de alimentos, durante muito tempo, é possível discutir sobre fluidos, os mesmos possuem grande importância para área onde na maioria dos campos de trabalho podemos encontra situações como escoamento e transporte de um fluido por exemplo. Os fluidos não possuem todas características idênticas, ou seja, irá mudar de um fluido para outro, logo, entender as características da matéria prima a ser manipulada se torna importante para que não ocorra qualquer tipo de imprevisto dentro de uma indústria já que o mesmo terá alterações conforme a mudanças de algumas variáveis importantes.

Parte do conhecimento dos fluidos vem da reologia, a ciência que estuda a deformação e a capacidade de escoamento que um fluido possui. Esse estudo tem suma importância na indústria de alimentos por exemplo, já que as mudanças das variáveis podem alterar projetos de equipamentos além de ser um parâmetro para a qualidade de alguns produtos alimentícios.

1. Conceitos básicos

Como já mencionado, a capacidade de fluir e de se deformar em um fluido, as variáveis que permitem tais afirmações nada mais são do que a tensão, a viscosidade e a deformação do fluido.

1. Tensão

 A tensão nada mais é do que as forças que o fluido sofre para que o escoe por uma tubulação por exemplo. De acordo com Bretas & D’Ávila (2000), essas forças surgem de acordo com o movimento, da ação gravitacional, dos gradientes de pressão e da interação molecular do fluido.

Esse conjunto de forças é denominado de tensão.

1. Viscosidade

O conceito de viscosidade confere com a capacidade de resistência ao deslizamento que um fluido possui. A viscosidade é uma variável muito importante no estudo da reologia pois, é através dela que é possível determinar quanto de força (tensão) será necessária para que o fluido escoe. Ou seja, quando mais viscoso um fluido mais tensão será necessária para que o mesmo se movimente.

c) Taxa de deformação

Esta variável é relacionada a capacidade de o fluido mudar de forma durante um escoamento, um exemplo simples para essa mudança está relacionado com a tensão de cisalhamento. Se houver um fluido cujo a superfície está sofrendo uma tensão de cisalhamento tem a parte perto da força tendendo à mesma direção, porém quanto mais distante da superfície o fluido tende a ficar parado.

1. Tipos de Fluidos

Dentre os inúmeros fluidos existentes podemos nos deparar com fluidos ideias e fluidos reais. Os fluidos ideias são fluidos hipotéticos onde a viscosidade seria zero. Porém sabemos que não existem esse tipo de fluido. Trabalhamos com fluidos reais onde os mesmos podem ser classificados como fluido newtonianos ou como fluidos não newtonianos.

a) Fluidos Newtonianos

Esse tipo de fluido possui sua viscosidade constante em todo o escoamento independendo de forças ou deformidades ocorridas durante o processo, exemplos dessa classificação seriam a água e gases. A formula que define essas afirmações é:

b) Fluidos não-Newtonianos

Para este fluindo observa-se a independência de tensão de cisalhamento para que o mesmo escoe. Fluidos com essa denominação podem ser subdivididos em outras categorias, como:

• Fluidos pseudopláticos: essa categoria está relacionada a fluidos que tem a diminuição da viscosidade com o aumento da taxa de deformação, eles tendem a escoar através da ação de tensão de cisalhamento muito pequena. Logo quando a velocidade do fluido aumente, a atividade das moléculas tende a se alinhas diminuindo a viscosidade.
• Fluidos Dilatantes: neste caso o fluido tem comportamento totalmente inverso do já citado, ou seja, a viscosidade tende a aumentar conforme a deformação sofrida aumenta.
• Fluidos Binghamianos: esse tipo de fluido tem como característica principal se comportar como um sólido, ou seja, para que ele escoe como os demais tem que se atingir uma tensão mínima para que haja o movimento do mesmo. Esse fluido cria uma rede com uma força ligação de partículas muito grande o que tende em deixar o mesmo com a característica de um sólido e deixa sua viscosidade igualmente alta, se as tensões externas não forem maiores que as tensões internas o fluido permanecera sem escoar.

1 Gráfico de comportamento

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Fonte: http://s3.amazonaws.com/magoo/ABAAAgJrEAD-18.jpg