Escoamento de fluídos não newtonianos

Resumo
Em processos que envolvem o escoamento de fluidos muitas vezes
é exigido o uso de bombas. Para o projeto dessas bombas é necessário
conhecer a perda de carga gerada pelo atrito do fluido ao longo do
sistema de tubulação. Um sistema de tubulação geralmente é formado
por seções retas, acessórios e válvulas, os quais também apresentam
resistência ao escoamento. Essa perda de carga ocasionada é determinada
através do fator de atrito e dos coeficientes de perda localizada,
respectivamente. A queda de pressão em dutos é função das propriedades
reológicas do fluido. Portanto, o comportamento reológico do fluido
influencia no cálculo da potência e na escolha do tipo da bomba a se
utilizar. Os dados experimentais de queda de pressão em escoamentos
de fluidos não newtonianos são exíguos em relação aos fluidos newtonianos.
Por conseguinte, existe divergência nos critérios para o uso das
correlações de fator de atrito e coeficientes de perda localizada. O objetivo
deste trabalho é apresentar uma revisão das correlações de fator
de atrito e coeficientes de perda localizada para fluidos que seguem o
modelo da lei da potência, além de determinar as faixas de operação
segundo número de Reynolds generalizado e o índice de comportamento
do escoamento. Para avaliar a variabilidade das correlações do fator de
atrito, realizou-se uma análise estatística para escoamento turbulento
segundo a metodologia proposta por Gao e Zhang. A equação implícita
proposta por Dodge e Metzner, é baseada em uma análise teórica
e resulta nos menores desvios relativos totais, em todas as análises desenvolvidas.
Realizou-se também, um estudo de caso com o intuito de
calcular o trabalho de eixo de uma bomba sob diferentes configurações
de um sistema de bombeamento. Nesse contexto, foram considerados
diferentes comprimentos de tubulação e quantidade de acessórios.
Dessa forma, visa-se comparar o uso do método de Hooper frente ao
dos coeficientes de perda localizada específicos. Concluiu-se que o método
de Hooper é adequado para o cálculo das perdas localizadas no
escoamento de fluidos que seguem o modelo lei da potência. A maior
vantagem desse método é a sua forma generalizada e sua aplicação para
diferentes diâmetros e número de Reynolds generalizado.
Palavras-chave: Fluido não newtoniano, fluido lei da potência, fator
de atrito, coeficiente de perda localizada.