tipos de fluidos Não-Newtonianos

Tipos de fluidos Não-Newtonianos:
-fluidos pseudoplásticos: lamas, óleos de motor, soluções poliméricas, etc. - exibem viscosidade que diminui com um crescente gradiente de velocidade.
-fluidos Bingham ou plásticos: paste de dentes, geléias, etc. - são capazes de resistir indefinidamente a pequenas tensões de corte, mas movem-se facilmente quando a tensão se torna maior.
-fluidos dilatantes: exibem viscosidade que aumenta com o aumento do gradiente de velocidade.


A viscoplasticidade, como idealizada por Binghman em 1922[1], é um fenômeno caracterizado pela existência de um valor residual para a tensão de cisalhamento, o qual deve ser excedido para que o material apresente um fluxo viscoso. Sistemas que são considerados líquidos como lamas, polpas de frutas e suspensões concentradas, quando têm sua concentração de sólido elevada além do valor crítico, favorecem a formação de um “esqueleto” por parte das partículas antes dispersas. Este mesmo “esqueleto” além de ser responsável pela elevação na viscosidade do sistema, impede que o mesmo flua normalmente. Portanto é necessário destruí-lo para que o material realize um escoamento viscoso. Bingham verificou que estes sistemas se comportavam como um sólido plástico e quando começavam a escoar eram como um fluido newtoniano e então os chamou de fluidos viscoplásticos. Dois problemas se colocam nesses processos, do ponto de vista de modelagem matemática: 1- formulaçãoes adequadas do ponto de vista fenomenológico e que possam ter tratamento matemático factível; 2- métodos numéricos de aproximação adequados, capazes de lidar com as não linearidades impostas por esses modelos. Partindo do modelo de Bingham, alguns modelos, em geral mais realistas seguiram tentando dar um tratamento matemático mais adequado mas introduziram não linearidades adicionais àquela original. Mesmo para o modelo de Bingham há carência de métodos numéricos adequados para lidar com a restrição de desigualdade por isso, métodos de regularização foram propostos para o modelo de Bingham: como o chamado de Simples[2], de Bercovier[3] e de Papanastasiou[4] em que, por um lado eliminam a restrição e, por outro, introduzem não linearidades constitutivas na relação tensão-taxa de deformação, para as quais métodos numéricos têm sido propostos mas que transferem as instabilidades para as regiões de contorno.

Pseudopláticos

No artigo "ANÁLISE DA QUEDA DE PRESSÃO NO ESCOAMENTO DE FLUIDOS PSEUDOPLÁSTICOS EM SEÇÕES ANULARES" do
Centro de Pesquisas Leopoldo Miguez de Mello, CENPES/PETROBRAS foi feito
estudo experimental da queda de pressão no escoamento
horizontal com rotação do cilindro interno em uma seção anular concêntrica e outra seção excêntrica, com
excentricidade fixada em 0,75. Para fluidos de comportamento não-Newtonianos, trabalhou-se com suspensões
poliméricas aquosas de goma xantana (GX) e de carboximetilcelulose (CMC) a concentrações de 0,2% em peso.
Este trabalho também contempla simulações numéricas, empregando-se código comercial de CFD, com intuito
de comparar os resultados numéricos com os dados de queda de pressão obtidos experimentalmente, bem como,
para obter informações adicionais sobre o campo de escoamento como a formação de canais preferenciais de
escoamento.
Bem interessante...
http://www.enahpe.com.br/programa/p53-trabalho_jlvieiraneto_enahpe2009.pdf

Medição de Velocidade de Ar com tubo de Pitot

No link abaixo temos um documentario interessante sobre medição de velocidade de ar com Tubo de Pitot.

http://www.hygro-therm.com.br/anemometros/33.htm

PERDA DE CARGA EM TUBULAÇÃO

A perda de carga (perda de energia) do fluido que escoa por um circuito hidráulico é relacionada a:


- Diâmetro da tubulação;

- Vazão do fluido (velocidade de escoamento);

- Comprimento (extensão) da tubulação;

- A rugosidade interna da tubulação, diretamente relacionada ao material empregado na construção do tubo, cujos valores, em geral, são tabelados pelos fabricantes;

- A quantidade de equipamentos (ou "barreiras") existentes no circuito, ou seja, curvas (influenciada pelo raio da curvatura), reduções, válvulas (do tipo de vávula), válvulas de retenção, instrumentos, entre outros.

A perda de carga das singularidades (equipamentos) é normalmente apresentada em comprimento de tubo, conhecido por compriomento equivalente. Ou seja, a perda gerada por uma válvula retenção é apresentada como um comprimento de tubo.

Fluido Não-newtoniano

Um fluido não-newtoniano é um fluido cuja viscosidade varia de acordo com o grau de deformação aplicado. Como conseqüência, fluidos não-newtonianos podem não ter uma viscosidade bem definida. A viscosidade de tais fluidos não é constante.

1. Caracterização
2. Tipos
2.1 Fluido dependente do tempo
3. Exemplos comuns

1. Caracterização

Embora o conceito de viscosidade seja comumente usado para caracterizar um material, ele pode ser inadequado para descrever o comportamento mecânico de uma substância, em particular dos fluidos não-newtonianos. Eles são mais bem estudados através de várias outras propriedades reológicas que mostram as relações entre os tensores de tensão e de deformação sob diferentes condições de fluência, como a deformação oscilatória ou o fluxo extensional, que são medidos através de diferentes dispositivos ou reômetros. As propriedades reológicas são mais bem estudadas através do uso de equações constitutivas na forma tensorial, que são comuns no campo da mecânica do contínuo.

2. Tipos

Classificação dos fluidos:
Dilatante: a viscosidade aumenta com o aumento da tensão.
Pseudoplástico: a viscosidade diminui com o aumento da tensão.
Binghamianos: estes fluidos requerem a aplicação de uma tensão para que seja causada uma deformação. Quando submetidos a pequenas tensões se comportam como sólidos. É o caso mais simples dos fluidos não-Newtonianos. Exemplo disso são as lamas de perfurações.

2.1 Fluido dependente do tempo
Fluido reopético: aumenta a viscosidade aparente quando a taxa de deformação aumenta. Por exemplo, o sangue
Fluido tixotrópicos: diminui a viscosidade com o tempo, após a taxa de deformação ser aumentada. Por exemplo, tintas e esperma humano.

3. Exemplos comuns
Um exemplo barato e não tóxico de um fluido não-newtoniano pode ser feito facilmente adicionando-se amido de milho a uma xícara de água. Adicione o amido em porções pequenas e misture devagar. Quando a suspensão estiver próxima da concentração crítica — tomando a consistência de um creme de leite — a também chamada propriedade "dilatante" deste fluido não newtoniano se torna aparente.
A propriedade pseudoplástica torna-se evidente na agitação de molho de tomate, onde temos uma diminuição da viscosidade.

Revisão de Mecânica dos Fluidos

Conceitos importantes sobre a Mecânica dos fluidos, de forma resumida, para facilitar a compreensão do assunto.

http://www.hidro.ufcg.edu.br/twiki/pub/Disciplinas/.../geral.pdf

Conceitos e Propriedades básicas dos fluidos

- Classificação dos Fluidos
- Diferenciação entre sólido e fluido
- Gradiente de velocidade
- Lei de Newton da Viscosidade
- Propriedades dos Fluidos

Segue o link:

www.escoladavida.eng.br/mecflubasica/unidade%201.ppt

Piscina Não Newtoniana

Mythbusters: Fluido não newtoniano (mito: andar sobre a água)

Curiosidades: Gasolina Adulterada? Como testar!!

Desconfiando que a gasolina utilizada no motor de seu carro está adulterada, o que você faria para confirmar esta desconfiança?

*Pesquisa-se os valores admissíveis para a massa específica da gasolina;
*Escolhe-se um recipiente de volume (V) conhecido;
*Através de uma balança obtém-se a massa do recipiente vazio (m1);
*Enche o recipiente com uma amostra de volume (v) da gasolina;

*Determina-se a massa total (recipiente mais o volume V da amostra da gasolina – m2);
*Através da diferença entre m2 e m1 se obtém a massa m da amostra de volume V da gasolina, portanto, obtém-se a massa específica da mesma, já que: p=m/v

*Compara-se o valor da massa específica obtida com os valores especificados para que a gasolina seja considerada sem adulteração;
*Através da comparação anterior obtém-se a conclusão se a gasolina encontra-se, ou não, adulterada.

Mecânica dos Fluídos

1. Cinemática do Contínuo
2. Tensão
3. Fluido Newtoniano Viscoso

http://www.dm.ufscar.br/~darezzo/tb2003/ricardo_teles.pdf

REOLOGIA NO TRATAMENTO DE MINÉRIOS

1. Hidrodinâmica
2. Forças entre Partículas
3. Difusão Browniana
4. Viscosidade
5. Reologia no Tratamento de Minérios

http://www.cetem.gov.br/publicacao/CTs/CT2004-188-00.pdf

ESCOAMENTO ACELERADO DE FLUIDO NÃO-NEWTONIANO

http://www.ufrrj.br/editora/RCET/suplemento/sheid00poro.pdf

Como funciona o fluido não-newtoniano

Como funciona o fluido não-newtoniano
Neste artigo
1. Como funciona o fluido não newtoniano
Os fluidos – que podem ser líquidos, gasosos ou sólidos elásticos -- são classificados de duas maneiras: newtonianos e não newtonianos. Os fluidos newtonianos possuem uma viscosidade constante, ou seja, seguem a Lei de Newton e não sofrem alteração quando aplicada uma força. Alguns exemplos são a água, o leite e os óleos vegetais. Já os fluidos não newtonianos, como ketchup e o amido de milho, são aqueles cuja viscosidade varia conforme o grau de deformação aplicado. Portanto, não possuem uma viscosidade bem definida.Tipos de fluidos não newtonianosDe acordo com a reologia - parte da física que investiga as propriedades e o comportamento mecânico dos corpos deformáveis que não são sólidos nem líquidos -, os fluidos não newtonianos são divididos em dois tipos:
Fluidos independentes do tempo, cujas propriedades reológicas independem do tempo de aplicação da tensão de cisalhamento (deformação que sofre um corpo quando sujeito à ação de forças constantes).
Fluidos dependentes do tempo, que apresentam mudança na viscosidade dependendo do tempo de aplicação da tensão de cisalhamento.

Abaixo veja como são divididos os tipos de fluidos:

Fluidos independentes do tempo:
Pseudo plásticos: As moléculas tendem a se orientar na direção da força aplicada. A viscosidade diminui com o aumento da tensão. Ex.: Polpa de frutas

Dilatantes: Contato direto entre as partículas sólidas. A viscosidade aumenta com o aumento da tensão e se comportam tanto como líquido quanto como sólidos. Ex.: Suspensões de amido

Plástico de Bingham: Para ocorrer a deformação é necessário que uma tensão seja aplicada no fluido. Ex.: Fluidos de perfuração de poços de petróleo

Fluidos dependentes do tempo:
Reopéticos: Aumenta a viscosidade aparente quando a taxa de deformação aumenta. E retorna à viscosidade inicial quando esta força cessa. Ex.: Argila bentonita
Tixotrópicos: Diminui a viscosidade com o tempo, após a taxa de deformação ser aumentada. E volta a ficar mais viscoso quando esta força cessa. Ex.: Ketchup

Fluidos Não Newtonianos dependentes e independentes do tempo.

1. Definições
2. Deformação e gradiente de velocidade
3. Classificação Reológica
4. Outros modelos.

Segue o link:

http://www.enq.ufsc.br/disci/eqa5415/REOLOGIA%20DE%20FLUIDOS%20-%20apostila.pdf

Caros alunos,
Convite aceito. Todos os membros do grupo são colaboradores?
Prof. Angela