Reologia

Páginas: 6 (1428 palavras) Publicado: 24 de março de 2014





Reologia
Prática – Reometria Capilar


Alunos:
Rafael Polonio nº 7591114
Paulo Leonardo Semeghini nº



1-Introdução

Reometria
 A reometria consiste em técnicas experimentais para medir propriedades reológicas(relação entre tensão e taxa de cisalhamento) de polímeros fundidos. O tipo de geometria destes reômetro é chamada geometria controlável, pois as deformaçõesimpostas são sempre as mesmas para qualquer material.
Reometria Capilar
A reometria capilar é a técnica mais utilizada para o estudo de propriedades reológicas, e consiste da medida da vazão em um tubo em função da pressão aplicada. Este fluxo é chamado capilar quando o raio do tubo é pequeno. O fluxo é parcialmente controlável, pois se apresentará como linhas paralelas longe das bordas, mas comvelocidade dependendo da natureza do fluído. Devido a taxas de cisalhamento elevadas, o reômetro não obtêm o patamar  Newtoniano da curva de viscosidade, para o qual deve-se usar geometria de placas paralelas. No entanto é utilizado para medir a viscosidade do polímero em condições de processamento
É observado abaixo um esquema de Reometro Capilar. O polímero que está em repouso no barril, éforçado por um pistão através de um capilar de raio R e comprimento L.
(1)
A queda de pressão é dada pela equação :
, onde
Pb = pressão no barril
Plc = pressão na saída do capilar

Figura 1. Esquema de um reômetro capilar.
Combinando a equação (1) e (4) obtemos a equação:

Desse modo, desde que sejam conhecidas a pressão, a vazão e as dimensões do capilar, pode-se facilmente calcular aviscosidade do fluido, se este for Newtoniano. Se o fluido for não-Newtoniano, se for conhecida uma expressão matemática específica para a função viscosidade, é possível obter equações análogas às do fluido Newtoniano. Seguindo a Lei das Potências, então a viscosidade será expressa pela equação:

E dessa forma, a equação reológica de estado de um polímero que segue a Lei das Potências poderáser expressa pela equação :

Correção de Rabinowitsch
Quando é utilizado um experimento em reômetro capilar utilizando fluidos que não obedece a Lei de Newton, a curva de fluxo do log versus Log não segue o comportamento linear. Para este caso utiliza-se um fator de correção chamado Correção de Rabinowitsch. Desta maneira, a taxa de cisalhamento na parede do capilar, para fluidos que nãosegue esta lei é calculado a partir da equação:



(10)

Nessa equação, o termo é conhecido como Correção de Rabinowitsch. Observa-se que essa correção representa o desvio de comportamento Newtoniano do fluido. Se o fluido obedece a Lei das Potências, entao b = 1/n e obtem-se novamente a equação

A curva de fluxo (gráfico de log versus log , pode fornecer uma indicação da naturezado fluido. Se os dados podem ser ajustados por uma linha reta com inclinação igual a 1, o fluido apresenta comportamento Newtoniano; se os dados se ajustam em uma linha reta co inclinação diferente de 1, então o fluido segue a Lei das Potências e a inclinação da reta é igual a n.
O parâmetro b pode ser determinado pela derivada da curva ln versus ln em que os pontos podem ser ajustados porregressão não – linear , já que (.

Efeitos e correções na entrada do capilar

Correção do atrito do barril
Esta correção é necessária para polímeros de baixa viscosidade, pois a força do polímero no pistão é pequena, podendo ser menor do que a força de atrito. Nesta correção os valores medidos no ensaio são descontados de valores medidos, para o mesmo ensaio, sem o polímero. E com essesvalores são feitos os cálculos.

Na prática, quando as propriedades reológicas de polímeros fundidos são medidas, observa-se uma queda na pressão na entrada.

Figura 2. Pressão através de um capilar

A pressão na entrada do capilar, no ponto z=0, observado na Figura 2 é menor que PB para o caso de fluidos não-Newtonianos ou polímeros fundidos; ou seja ocorre redução na pressão de entrada do...
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