Escoamento de fluídos não newtonianos

6 2 Revisão Bibliográfica
salhamento. Exemplos de fluidos pseudoplásticos são: suco de fruta,
creme, chocolate derretido, ketchup de tomate, mostarda, molho de
maçã e purês de fruta e verdura (RAO, 1977 apud STEFFE et al.,
1984). Entretanto soluções de amido em água ou açúcar em solução
são exemplos de fluidos dilatantes (GEANKOPLIS, 1998).
Fluidos plásticos de Bingham
Os fluidos que seguem o modelo de plásticos de Bingham apenas
se distinguem dos fluidos newtonianos porque aqueles precisam vencer
uma tensão limite para iniciar o escoamento. Em tensões menores que a
tensão limite de escoamento, o material tem comportamento de sólido
e para tensões maiores à tensão limite o comportamento é o de um
líquido. O modelo é definido pela seguinte equação
σ = µpl ˙γ + σo
(2.4)
onde µpl é a viscosidade plástica e σo é a tensão limite de escoamento
(crítica). Exemplos de fluidos plásticos de Bingham são margarinas,
sabonetes líquidos e misturas de chocolate (LEVENSPIEL, 1984).
Fluidos Herschel-Bulkley
Uma correlação geral para descrever o comportamento dos fluidos
não newtonianos independentes do tempo é fornecida pelo modelo
de Herschel-Bulkley. Este modelo é adequado para vários fluidos da
indústria de alimentos e é definido por
σ = KH ˙γ nH + σo
(2.5)
onde KH é o índice de consistência e nH é o índice de comportamento
do escoamento. Na Tabela 2.1 são apresentados os casos especias do
modelo de Herschel-Bulkley. As curvas que exemplificam esses comportamentos
são observadas na Figura 2.2.
Além do modelo de Herschel-Bulkley, muitos modelos reológicos
têm sido usados para descrever o comportamento de escoamento de
fluidos. O modelo apresentado por Casson (1959) é o adotado pela indústria
de chocolate e cacau (CASSON, 1959 apud RAO et al., 2005).
Modelos adicionais foram reunidos em 1993 por Holdsworth (apud
STEFFE, 1996).