Experiência 4 - exercício 5.3 - fluidos newtonianos e não newtonianos

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Viscosidade: Trata-se da propriedade de escoamento de um fluido, isso quer dizer que a viscosidade trata do atrito interno das camadas do fluido que impõe a ele a resistência ao fluxo quando submetido a uma tensão. Quanto mais viscosa a massa, mais difícil de escoar e maior o seu coeficiente de viscosidade.
Reologia: é o estudo do comportamento das deformações que um fluido apresenta e do fluxo de matéria submetido a tensões, sob determinadas condições de temperatura ao longo de um intervalo de tempo determinado.
Tensão de cisalhamento: ou força de cisalhamento, trata-se de uma quantidade de força que aplicada a uma determinada área de um fluido que pode gerar ou não uma deformação, um fluxo.
A tensão de cisalhamento pode ser definida através da seguinte formula:
Diferença entre comportamento newtoniano e não newtoniano:
Um fluido não-newtoniano é um fluido cujas propriedades são diferentes dos fluidos newtonianos, mais precisamente quando a tensão de cisalhamento não é diretamente proporcional a taxa de deformação. Como consequência, fluidos não newtonianos podem não ter uma viscosidade bem definida. Embora o conceito de viscosidade clássica seja comumente usado para caracterizar um material, ele pode ser inadequado para descrever o comportamento mecânico de determinadas substâncias líquidas (fluidos não-Newtonianos), nos quais a viscosidade aparente não é constante durante o escoamento. Estas substâncias são mais bem estudadas através de suas propriedades reológicas que mostram a relação entre a tensão aplicada nesta substância e a taxa de deformação sob diferentes condições de escoamento. A obtenção destas propriedades reológicas é feita através de viscosímetros. Nos fluidos não newtonianos a viscosidade varia com a força aplicada (e por vezes com o tempo também) e, portanto têm propriedades mecânicas muito interessantes. Um bom exemplo é o ketchup. Quando o frasco está em repouso o ketchup é muito viscoso, mas quando o inclinamos ele torna-se menos viscoso e escorre, e ainda, quando o colocamos na boca não se sente a viscosidade. Em resumo, de uma forma simplificada, podemos dizer que os fluidos não newtonianos não possuem uma viscosidade bem definida. De acordo com a reologia, 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.
		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
Um fluido newtoniano é um fluido cuja viscosidade, ou atrito interno, é constante para diferentes taxas de cisalhamento e não variam com o tempo. A constante de proporcionalidade é a viscosidade. Nos fluidos newtonianos a tensão é diretamente proporcional à taxa de deformação. Apesar de não existir um fluido perfeitamente newtoniano, fluídos mais homogêneos como a água e o ar costumam ser estudados como newtonianos para muitas finalidades práticas. Os fluidos classificados como newtonianos, sejam eles mais ou menos viscosos, caracterizam-se por terem uma viscosidade constante, ou seja, seguem a lei de Newton (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 através de uma relação linear, sendo a constante de proporcionalidade, a viscosidade do fluido. Assim, todos os fluidos que seguem este comportamento são denominados fluidos newtonianos.). São exemplos, a água, o leite e os óleos vegetais.