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RESUMO CRÍTICO DE FENÔMENOS DE TRANSPORTE-LEI DE NEWTON DA VISCOSIDADE

P.LIVI, C. (2004). FUNDAMENTOS DE FENÔMENOS DE TRANSPORTE. Rio de    Janeiro:LTC.

www.escoladavida.eng.br/mecflubasica/unidade%201.ppt acesso em 18 de outubro de 2014

GENACHI, A. Como funciona o fluido não-newtoniano. Disponível em: http://ciencia.hsw.uol.com.br/fluido-nao-newtoniano.htm. Acesso em 17 de outubro de 2014.

      O presente trabalho trata da lei de newton da viscosidade, ou seja da transferência de quantidade de movimento nos fluidos newtonianos, visa introduzir a constante de proporcionalidade da lei de newton, e ainda mencionar o que ela representa fisicamente. A mecânica dos fluidos é a ciência que tem por objetivo o estudo do comportamento físico dos fluidos e das leis que regem este comportamento, pois esse estudo é de fundamental importância para o engenheiro, para que esse , possa dimensionar os processos.

    A lei de Newton afirma que: A tensão de cisalhamento t é proporcional ao gradiente de velocidade dv/dy.

    O coeficiente de proporcionalidade μ: viscosidade absoluta ou dinâmica, onde: o sinal negativo que acompanha a viscosidade (-μ) significa que o fluxo ocorrerá na intensidade descrente, ou seja, o escoamento está indo de uma região de maior fluxo de quantidade de movimento, para uma região de menor fluxo.

[pic 1]

     Em alguns fluidos, a viscosidade depende do cisalhamento aplicado ou do tempo de sua aplicação. Para estes fluidos, a viscosidade deixa de ser uma constante para se tornar uma propriedade dependente das condições em que o fluido é deformado ou sob tensão.          Neste caso, a viscosidade do fluido passa a ser denominada de “Viscosidade Aparente”.                                                                                                                                        Desta forma, os fluidos viscosos podem ser classificados em função do seu comportamento de fluxo ou reológico. Este comportamento envolve a relação entre a resposta da viscosidade frente à taxa ou tempo de cisalhamento. Sendo assim, os fluidos  classificados como fluidos newtonianos e não newtonianos. Os fluidos não newtonianos podem ser classificados em dois tipos: fluidos independentes do tempo e fluidos dependentes do tempo.

1)  Fluidos não newtonianos independentes do tempo são aqueles cujas propriedades reológicas independem do tempo de aplicação da tensão de cisalhamento. São divididos em:

a) Pseudoplásticos: São substâncias que apresentam moléculas tendem a se orientar na direção da força aplicada. A viscosidade diminui com o aumento da tensão. Ex.:( Polpa de frutas).

b) Dilatantes: São substâncias que apresentam um aumento de viscosidade aparente com o aumento da tensão e se comportam tanto como líquido quanto como sólidos. Ex.:(Suspensões de amido).

c) Plástico de Bingham: Este tipo de fluido apresenta uma relação linear entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação, a partir do momento em que se atinge uma tensão de cisalhamento inicial. Ex.: (Fluidos de perfuração de poços de petróleo).
2) Fluidos não newtonianos dependentes do tempo são fluidos que apresentam mudança na viscosidade dependendo do tempo de aplicação da tensão de cisalhamento.
a) Tixotrópicos: Essa classe de fluidos tem sua viscosidade diminuída com o tempo de aplicação da tensão de cisalhamento, voltando a ficarem mais viscosos com quando esta cessa. Ex.:(Ketchup).

b) Reopéticos: Já este tipo de fluido apresenta um comportamento inverso ao dos tixotrópicos. Desta forma, a viscosidade destes fluidos aumenta com o tempo de aplicação da tensão, retornando à viscosidade inicial quando esta força cessa. Ex.(argila bentonita).
     Sabendo- que, essas tensões são geradas para que se tenha movimento, é necessário determinar qual o tipo de escoamento, podendo ser permanente (estacionário), ou laminar. Onde o estacionário não dependerá do tempo, somente das coordenadas espaciais, e o laminar dependerá do tempo e das coordenadas  espaciais. Nesse sentindo, existem alguns critérios para a determinação desses tipo de escoamento por exemplo para determinar o escoamento laminar de  fluidos newtonianos em tubos, o número de Reynolds crítico é 2100. A partir desse valor, o escoamento deixa de ser laminar e passa a ser turbulento.

[pic 2]

RESUMO ANALÍTICO DE FENÔMENOS DE TRANSPORTE-LEI DE NEWTON DA VISCOSIDADE

Bibliografia

P.LIVI, C. (2004). FUNDAMENTOS DE FENÔMENOS DE TRANSPORTE. Rio de Janeiro: LTC.

 www.escoladavida.eng.br/mecflubasica/unidade%201.ppt acesso em 18 de outubro de 2014

      A viscosidade é a propriedade dos fluidos correspondente ao transporte microscópico de quantidade de movimento por difusão molecular. Ou seja, quanto maior a viscosidade, menor será a velocidade em que o fluido se movimenta. É a propriedade física que caracteriza a resistência de um fluido ao escoamento, a uma dada temperatura. Define-se pela lei de Newton da viscosidade:

               [pic 3].

     Onde a constante μ é o coeficiente de viscosidade, viscosidade absoluta ou viscosidade dinâmica e o sinal negativo que acompanha a viscosidade (-μ) significa que o fluxo ocorrerá na intensidade descrente, ou seja, o escoamento está indo de uma região de maior fluxo de quantidade de movimento, para uma região de menor fluxo. Muitos fluidos, como a água ou a maioria dos gases, satisfazem os critérios de Newton e por isso são conhecidos como fluidos newtonianos. Os fluidos não newtonianos têm um comportamento mais complexo e não linear, (Cerâmica) Podem ser divididos em dois grupos: Independentes do tempo de cisalhamento, sem tensão inicial – são aqueles que não necessitam de uma tensão de cisalhamento inicial para começarem a escoar. Compreendem a maior parte dos fluidos não newtonianos. Dependentes do tempo de cisalhamento, os fluidos que possuem este tipo de comportamento apresentam propriedades que variam, além da tensão de cisalhamento, com o tempo de aplicação desta tensão, para uma velocidade de cisalhamento constante.