Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Atividades Didáticas não Presenciais Disciplina: Fenômenos de Superfície Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campus Londrina Coordenação de Engenharia Química – COENQ-LD Curso de Engenharia Química Prof. Jean Halison de Oliveira 1 Bibliografia recomendada 2 Viscosidade Medida quantitativa de resistência de um fluido ao escoamento. Taxa de deformação do fluido que é gerada pela aplicação de uma tensão de cisalhamento. Referências: 1. "Ice walk" by Follow Your Nose is licensed under CC BY 2.0. Acessado em 15 de julho de 2020. 2. "Sailors conduct pre-dive checks during diver qualification training at Naval Station Guantanamo Bay, Cuba." by Official U.S. Navy Imagery is licensed under CC BY 2.0. Acessado em 15 de julho de 2020. [1] [2] 3 𝜏 𝛼 𝛿𝜃 𝛿𝑡 4 Viscosidade M., White, F. Mecânica dos Fluidos. Grupo A, 2018. [Minha Biblioteca]. 𝜏 𝛼 𝛿𝜃 𝛿𝑡 tan 𝛿𝜃 = 𝛿𝑢 𝛿𝑡 𝛿𝑦 𝑑𝜃 𝑑𝑡 = 𝑑𝑢 𝑑𝑦 𝜏 = 𝜇 𝑑𝜃 𝑑𝑡 = 𝜇 𝑑𝑢 𝑑𝑦 *Fluidos Newtonianos 𝑃𝑒𝑟𝑓𝑖𝑙 𝑑𝑒 𝑈𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠: 𝐹. 𝑡 𝐿2 𝑜𝑢 𝑀 𝐿. 𝑡 5 Viscosidade M., White, F. Mecânica dos Fluidos. Grupo A, 2018. [Minha Biblioteca]. Camada-limite u é zero – condição de não escorregamento µ é uma propriedade termodinâmica 𝜇(𝑃, 𝑇) 𝑅𝑒 = 𝜌𝑉𝐿 𝜇 = 𝑉𝐿 𝑣 𝑅𝑒 → 𝑛° 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑦𝑛𝑜𝑙𝑑𝑠 𝜈 → 𝑣𝑖𝑠𝑐𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑛𝑒𝑚á𝑡𝑖𝑐𝑎 6 Viscosidade M., White, F. Mecânica dos Fluidos. Grupo A, 2018. [Minha Biblioteca]. Escoamento entre placas 𝑑𝑢 𝑑𝑦 = 𝜏 𝜇 = 𝑐𝑡𝑒 𝑢 = 𝑎 + 𝑏𝑦 𝑢 = ቊ 0 = 𝑎 + 𝑏 0 𝑒𝑚 𝑦 = 0 𝑉 = 𝑎 + 𝑏 ℎ 𝑒𝑚 𝑦 = ℎ 𝑎 = 0 𝑒 𝑏 = 𝑉/ℎ 𝑢 = 𝑉 𝑦 ℎ 7 M., White, F. Mecânica dos Fluidos. Grupo A, 2018. [Minha Biblioteca]. Perfil de cisalhamento (newtonianos) Te n sã o d e c is al h am en to Taxa de cisalhamento a b c 8 Fluidos Não Newtonianos 3 Classes Independentes do Tempo Dependentes do Tempo Viscoelásticos 9 Lei da Potência (Power Law) Fluidos na qual a relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação não é linear. 𝜏 = 𝜂𝑎 𝑑𝑢 𝑑𝑦 𝑛 Viscosidade Aparente 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑛 > 1 → 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑖𝑙𝑎𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑛 = 1 → 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑛𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛𝑖𝑎𝑛𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑛 < 1 → 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑝𝑠𝑒𝑢𝑑𝑜𝑝𝑙á𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜 10 𝜏 = 𝜂𝑎 𝑑𝑢 𝑑𝑦 𝑛 Te n sã o d e c is al h am en to Taxa de cisalhamento V is co si d ad e Taxa de cisalhamento 11 Lei da Potência (Power Law) Fluidos Dilatantes Apresentam comportamento de viscosidade aparente crescente com o aumento da taxa de cisalhamento. Manifestada em sistema com mais de uma fase. Uma delas seja de partículas grandes e assimétricas, que dificultam o escoamento. Repouso Sob Tensão 12 Disponível em: "File:Sequence of images, JUMPING ON A NON-NEWTONIAN FLUID 02.jpg" by ElisaG87 is licensed under CC BY 4.0. Acessado em 15 de julho de 2020. [1] Areia com água; Chocolate líquido; PVC em líquidos plastificantes; "Ibiza 2006 - Day 4: Footsteps / Tracking a Foy" by orangeacid is licensed under CC BY 2.0. Acessado em 18 de julho de 2020. "melted chocolate" by Joelk75 is licensed under CC BY 2.0. Acessado em 18 de julho de 2020. 13 Fluidos Dilatantes Fluidos Pseudoplásticos Ocorre com maior frequência. Viscosidade aparente diminui com o aumento da taxa de deformação. V is co si d ad e Taxa de cisalhamento 14 "fresh paint" by Michael Cory is licensed under CC BY 2.0. Acessado em 18 de julho de 2020. Esse comportamento pode ser explicado por três razões: - Partículas em repouso estão orientadas de forma aleatória e bem próximas umas das outras. Quando são forçadas a fluir em uma direção, se reorganizam de modo a reduzir a resistência ao escoamento; - Moléculas solvatadas “perdem” a solvatação pela ação do cisalhamento; - Polímeros fundidos sob ação do cisalhamento saem de uma estrutura enovelada para uma orientação na direção do escoamento. 15 Fluidos Pseudoplásticos Fluidos de Bingham Possuem uma tensão residual de cisalhamento que deve ser excedida para que o material apresente um fluxo viscoso. 𝜏 = 𝜏0 + 𝜂𝑝 𝑑𝑢 𝑑𝑦 Te n sã o d e ci sa lh am en to Taxa de cisalhamento 16 "Pour. #ciprianoarchitecture #construction #concrete #austintx" by Blind Robert is licensed under CC BY 2.0. Acessado em 18 de julho de 2020. "Toothbrush with Toothpaste" by wwarby is licensed under CC BY 2.0 Acessado em 18 de julho de 2020. "ketchup" by EvelynGiggles is licensed under CC BY 2.0. Acessado em 19 de julho de 2020. 17 Fluidos de Bingham M., White, F. Mecânica dos Fluidos. Grupo A, 2018. [Minha Biblioteca]. Fluidos dependentes do tempo 3 Tipos Tixotrópicos Reopéticos Viscoelásticos 18 Fluidos tixotrópicos Conhecidos também como afinantes, reduzem a viscosidade aparente com o tempo de aplicação sob uma tensão de cisalhamento constante. destruição gradual da “estrutura” construída pelas partículas da fase dispersa. 19 "Hair Gel" by Steve A Johnson is licensed under CC BY 2.0. Acessado em 19 de julho de 2020. Fluidos reopéticos A tensão constante desenvolvem ou rearranjam sua estrutura aumentando a viscosidade aparente. 20 M., White, F. Mecânica dos Fluidos. Grupo A, 2018. [Minha Biblioteca]. O material não retorna à sua forma original após aplicação de tensão de cisalhamento. Ocorre em sistemas poliméricos!!! Viscoelásticos Deformação Permanente Efeito Weissenberg Disponível em: https://fyfluiddynamics.com/2016/05/you-may-have-noticed-when-baking-that-fluids-dont/. Acessado em 19 de julho de 2020. 21 "Tomato Soup Grilled Cheese" by Maggie Hoffman is licensed under CC BY 2.0. Acessado em 19 de julho de 2020. Viscoelásticos 22 • Aplicações: • Elaboração de formulação para escoamento em tubos; • Espalhabilidade sobre a pele; • Cremes, pastas, revestimentos comprimidos; • Operações de mistura em processos industriais; • Bombeamento de fluidos. 23 viscosímetros Disponível em: http://www.specialglass.com.br/viscosimetro-capilar#group1-1. Acessado em 19 de julho de 2020. Disponível em: https://cidepe.com/index.php/en/produtos-interna/stokes-viscometer-multi-timer-for-data-treatment- 5-inputs/EQ124R. Acessado em 19 de julho de 2020. 24 reômetros Disponível em: https://www.anton-paar.com/br-pt/produtos/detalhes/reometro-rotacional-rheolabqc/. Acessado em 20 de julho de 2020. Disponível em: http://www.fem.unicamp.br/~instmed/Nivel_Viscosidade.htm/. Acessado em 20 de julho de 2020.
Compartilhar