Reologia De Fluidos

1. DEFINIÇÕES..................................................................................1

2. DEFORMAÇÃO E GRADIENTE DE VELOCIDADE...............................1

3. CLASSIFICAÇÃO REOLÓGICA.........................................................3

3.1 FLUIDOS NÃO NEWTONIANOS INDEPENDENTES DO TEMPO.....................4

3.2 FLUIDOS NÃO NEWTONIANOS DEPENDENTES DO TEMPO..........................6

3.3 VISCOELÁSTICOS.........................................................................................................7

4. OUTROS MODELOS.........................................................................8

4.1 MODELO DE PRANDTL-EYRING...............................................................................8

4.2 MODELO DE ELLIS.......................................................................................................8

4.3 MODELO DE REINER-PHILIPPOFF..........................................................................8

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS........................................................9

1. DEFINIÇÕES

REOLOGIA

É o estudo do comportamento deformacional e do fluxo de matéria submetido a tensões, sob determinadas condições termodinâmicas ao longo de um intervalo de tempo. Inclui propriedades como: elasticidade, viscosidade e plasticidade.

VISCOSIDADE

É a medida da resistência interna ou fricção interna de uma substância ao fluxo quando submetida a uma tensão. Quanto mais viscosa a massa, mais difícil de escoar e maior o seu coeficiente de viscosidade.

Um fluido é uma substância que se deforma continuamente quando sujeito à ação de uma força. Os fluidos reais (líquidos, gases, sólidos fluidizados) apresentam uma resistência à deformação ou ao escoamento quando submetidos a uma determinada tensão. Para os gases, a viscosidade está relacionada com a transferência de impulso devido à agitação molecular. Já a viscosidade dos líquidos relaciona-se mais com as forças de coesão entre as moléculas.

VISCOELASTICIDADE

Os líquidos viscosos não possuem forma geométrica definida e escoam irreversivelmente quando submetidos a forças externas. Por outro lado, os sólidos elásticos apresentam forma geométrica bem definida e se deformados pela ação de forças externas, assumem outra forma geométrica de equilíbrio. Muitos materiais apresentam um comportamento mecânico intermediário entre estes dois extremos, evidenciando tanto características viscosas como elásticas e, por este motivo, são conhecidos como viscoelásticos.

2. DEFORMAÇÃO E GRADIENTE DE VELOCIDADE

Considere um fluido contido entre duas placas planas paralelas, de área A, separadas por uma distância y. Uma força Fr é aplicada na parte superior, movimentando a placa a uma velocidade ur constante em relação à placa inferior, que é mantida fixa, conforme mostra a Figura 1.

1

Fr -Fr A

Fonte: http://www.setor1.com.br/analises/reologia/cisa_figu.htm

Figura 1: Força de cisalhamento aplicada sobre um fluido.

Esta força F dá origem a uma força de mesma intensidade, porém em sentido contrário, a força de cisalhamento, que existe somente devido às forças de coesão do fluido com as paredes da placa e entre as camadas de fluido, em caso de regime laminar. A força de cisalhamento dá origem a um gradiente de velocidade rdydux entre as placas.

Supondo que não haja deslizamento do fluido nas paredes das placas, a velocidade do fluido será igual a zero na placa inferior e igual a u na placa superior.

A Lei de Newton da Viscosidade diz que a relação entre a tensão de cisalhamento (força de cisalhamento x área) e o gradiente local de velocidade é definida