Reologia dos fluidos

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA

Reologia dos fluidos:
Determinação do diâmetro interno do capilar externo através da água, e determinação da viscosidade do óleo.

Professora: Luanda Gimeno
Disciplina: Laboratório de Fenômenos de Transporte
Integrantes: Alan Rodrigues
Jennifer Toesca
Lívia Paiva
Lydia Pinheiro

SãoCristóvão
2013

RESUMO

O relatório tem como objetivo apresentar os conceitos de reologia dos fluidos, resultados e discussões de um procedimento experimental envolvendo a determinação da viscosidade de fluidos por meio de um viscosímetro capilar. Foram utilizados dois fluidos para o experimento: água e óleo. A água foi utilizada para determinar o diâmetro interno do capilar externo, para então determinar aviscosidade do óleo.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Reologia dos Fluidos
A reologia (do grego RHEOS que significa escoamento e LOGOS que significa conhecimento) é o estudo do comportamento deformacional e do fluxo de matéria submetido a tensões sobre determinadas condições termodinâmicas ao longo de um intervalo de tempo. Assim, nos é permitido compreender algumas propriedades dos fluidos, são elas:viscosidade, elasticidade e plasticidade.
* Fluidos
São substancias que se deformam continuamente quando submetidas à ação de uma força.
* Tensão de cisalhamento
É a tensão aplicada por forças de sentidos iguais ou opostos e direção semelhante, que atuam com intensidades diferentes no material em análise.
Os fluidos reais (gases, líquidos, sólidos fluidizados) apresentam uma resistência àdeformação ou ao escoamento quando submetidos a uma determinada tensão.
No caso dos gases, a viscosidade está relacionada com a transferência de impulso devido à agitação molecular, já no caso dos líquidos a viscosidade relaciona-se mais com as forças de coesão entre as moléculas.
Podemos dizer que a viscosidade é a medida da resistência interna, ou fricção interna, de uma substância ao fluxoquando submetida a uma tensão.
A substância quanto mais viscosa, mais difícil de escoar e maior o seu coeficiente de viscosidade. Podemos definir viscosidade como: “A resistência de um fluido contra qualquer mudança posicional de seu elemento volumétrico” (MACHADO, 2002).
Os escoamentos são determinados por leis que descrevem a variação continua da taca de deformação em função das forças aplicadas, ouseja, escoamento são deformações continuas e irreversíveis sob a ação de um conjunto de forças (MACHADO, 2002).
A reologia dos fluidos é embasada em modelos idealizados, baseados em equações diferenciais de primeira ordem, ou seja, a partir desse conceito admite-se que as constantes dessas equações não se alteram quando ocorrem mudanças em suas variáveis em análise.
A Lei de Newton da Viscosidadediz que a relação entre a tensão de cisalhamento 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.
Assim, afirmamos que a viscosidade está relacionada com a tensão e a taxa de cisalhamento através da equação (1).τyx=-μduxdy (1)

Onde:
* τyx = tensão de cisalhamento;
* μ = viscosidade do fluido em análise;
* duxdy = taxa de cisalhamento ou gradiente de velocidade.
Logo, podemos afirmar que a tensão de cisalhamento é proporcional à taxa de cisalhamento, onde a viscosidade do fluido é a constante deproporcionalidade.
* Tensão de cisalhamento
É a força por unidade de área cisalhante necessária para manter o escoamento do fluido (MACHADO, 2002).
* Taxa de cisalhamento
É uma mudança na velocidade (gradiente de velocidade) de fluxo em relação a uma distância ortogonal em relação à direção do fluxo (MACHADO, 2002).

Figura 1 - Representação gráfica da relação da viscosidade.

O eixo...
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