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Reologia
Reologia
Reologia
01) Defina brevemente os principais motivos que levam um fluido a ter comportamento não-
newtoniano (max 1000 caracteres)
Fluidos não newtonianos não apresentam taxas de deformação proporcionais às tensões de
cisalhamento, tal como a Lei de Newton, ou seja, não seguem a Lei de Newton da Viscosidade tal
como os fluidos newtonianos.
Dessa forma, a viscosidade para fluidos não newtonianos não é uma constante de proporcionalidade.
Além disso, fluidos não newtonianos podem ser divididos em 3 grupos, primeiro os que dependem do
tempo, tensão versus deformação varia com o tempo, dentro deste grupo estão os tixotrópicos e o
reopéticos. Segundo grupo é formado pelos viscoelasticos, os quais apresentam tanto características
de fluído quanto de sólido elástico. E por último, os que não dependem do tempo, estando nesse grupo
os viscoplásticos (plástico de Bingham e Herschel Bulkley), pseudoplastico e dilatante.
03) Descreva quais variáveis são medidas durante o experimento e como elas se relacionam com
a propriedade avaliada (tensão de cisalhamento em função da taxa de deformação) (max 500
caracteres)
Rotação: Quanto maior o número de rotações por segundo, maior a taxa de deformação. O fluído
apresenta menor resistência à deformação.
Tempo: Quanto mais rápido ocorrer as rotações do eixo, rotações por segundo, maior será a taxa de
deformação. Quando as rotações levam mais tempo para ocorrer é porque o fluído está impedindo o
movimento, devido a sua viscosidade;
Massa: Quanto maior a massa maior será a força que será aplicada ao eixo (P=m*g), aumentando a
tensão de cisalhamento no fluído em estudo;
04) Para os dados relacionados com as três amostras, apresente o gráfico obtido para a tensão
de cisalhamento em função da taxa de deformação (pode ser no mesmo gráfico ou em gráficos
separados). No mesmo gráfico, construa a curva obtida com o modelo de Herschel-Bulkley
utilizando os parâmetros determinados para cada amostra (Obs.: é usual apresentar os dados
experimentais na forma de pontos e a curva ajustada como uma linha contínua).
Inicialmente, consideramos que a glicerina é um fluido 100% newtoniano, então a curva tensão x taxa
de deformação será uma reta. Como o contrapeso utilizado no reômetro transfere energia para o
cilindro interno imerso no líquido e tem massa conhecida, o número de rotações por segundo será uma
função da resistência imposta pelo fluido e podemos estabelecer a seguinte relação de acordo com os
parâmetros geométricos do reômetro utilizado:
𝜏 = 0,0287(𝑝 − 𝑎)
du 16 RPS
=
dy 2,04
GLICERINA
τ (Pa) du/dy
0,3821 7,1496
0,5959 9,0333
0,7659 12,1270
1,1417 19,8560
1,3011 20,7353
1,6897 25,8636
Dados obtidos para o CMC:
CMC
τ (Pa) ln(τ) du/dy ln(du/dy)
0,5959 -0,5177 7,0405 1,9517
1,1417 0,1325 12,6095 2,5345
1,5302 0,4254 17,5658 2,8660
1,7004 0,5309 19,3419 2,9623
1,8599 0,6205 19,8309 2,9872
2,0890 0,7367 22,6027 3,1181
AMIDO
τ (Pa) ln(τ) du/dy ln(du/dy)
0,3821 -0,9622 3,0800 1,1249
0,5959 -0,5177 4,0606 1,4013
1,1417 0,1325 5,3138 1,6703
1,5302 0,4254 6,5551 1,8802
1,7054 0,5338 6,8350 1,9221
2,0939 0,7390 7,8353 2,0586
2,6441 0,9723 8,6473 2,1573
Gráficos:
Glicerina
1.8000
1.6000
f(x) = 0.0649559605754414 x − 0.046545888213876
1.4000
1.2000
1.0000 τ (Pa)
Tensão
Amido
1.5000
1.0000
f(x) = 1.87543436975216 x − 3.08354528861432
0.5000
Series2
ln(τ)
05) Apresente os coeficientes obtidos para cada uma das amostras de acordo com o modelo de
Herschel-Bulkley e classifique a amostra dentro das categorias vistas (pseudoplástico, dilatante,
newtoniano, etc.)
GLICERINA - NEWTONIANO
m (coef.
n τ (exp) τ (teo) Desvio (%)
ang.)
1 0,065 0,3821 0,4647 21,64%
0,5959 0,5872 1,47%
0,7659 0,7883 2,92%
1,1417 1,2906 13,05%
1,3011 1,3478 3,59%
1,6897 1,6811 0,50%
Glicerina:
n=1, fluído newtoniano
m=viscosidade
CMC - PSEUDOPLÁSTICO
m
n (coef. ang.) τ (exp) τ (teo) Desvio (%)
(e^coef.lin.)
1,0621 0,0754 0,5959 0,5991 0,54%
1,1417 1,1125 2,55%
1,5302 1,5821 3,39%
1,7004 1,7525 3,06%
1,8599 1,7996 3,25%
2,0890 2,0678 1,01%
O CMC na teoria é um fluído pseudoplástico e deveria ter o n<1. Porém, é notável que o n>1, fugindo
da teoria podendo ser explicado por erros experimentais.
AMIDO - DILATANTE
m
n (coef. ang.) τ (exp) τ (teo) Desvio (%)
(e^coef.lin.)
1,8754 0,0458 0,3821 0,3776 1,16%
0,5959 0,6342 6,42%
1,1417 1,0502 8,01%
1,5302 1,5569 1,75%
1,7054 1,6839 1,26%
2,0939 2,1755 3,90%
2,6441 2,6175 1,01%
Amido:
n>1, fluido dilatante.
06) Você considera que os resultados estão de acordo com o esperado fisicamente? Desprezando
possíveis erros de medição experimental, os resultados posuem uma boa confiabilidade? Utilize
este espaço para discutir estes e outros aspectos que considerarem relavente sobre os resultados.
(max 1000 caracteres)
A curva da glicerina está quase no eixo do gráfico, tendo uma relação proporcional entre taxa de
deformação e tensão de cisalhamento, a curva do fluido dilatante está como esperaríamos, porém, o do
fluido pseudoplástico teve um desvio maior devido ao erro no cálculo do n.
Isso é devido a erros experimental e falta de dados, talvez se tivéssemos feito mais pontos teríamos
uma curva mais precisa. Alguns dos erros experimentais que podem ter ocorrido são:
- Falta de agilidade do operador ao medir o tempo
- Como haviam várias pessoas participando do experimento pode ter havido falhas na marcação do
tempo. O ideal seria mais de uma pessoa realizar a contagem do tempo e efetuar uma média dos
valores obtidos;
- Falha no cálculo da massa do contrapeso;
- Falha na contagem no número de rotações;
Além dos possíveis erros experimentais apontados, devemos considerar que existem perdas na
transferência de energia para o cilindro interno pelo atrito entre as próprias peças do equipamento.
Pode-se acrescentar ainda um erro pelo fato de assumirmos que o equipamento é ideal, o que não é
verdade, podendo trazer erros a mais.