Escoamento de fluídos não newtonianos

2.6 Coeficiente de perda localizada para fluidos não newtonianos 31
2.6 Coeficiente de perda localizada para fluidos não newtonianos
Ao projetar tubulações para o transporte de fluidos não newtonianos
na indústria de alimentos devem-se realizar cálculos sobre a queda
de pressão do sistema. Os dados experimentais de queda de pressão de
escoamento de fluidos não newtonianos são exíguos em relação aos fluidos
newtonianos. Por conseguinte, realiza-se o cálculo dos coeficientes
de perda localizada para fluidos não newtonianos, utilizando as correlações
disponíveis em livros de referência, baseados em experiências com
fluidos newtonianos.
Valentas et al. (1997) expõem a utilização das equações desenvolvidas
para fluidos newtonianos em escoamento turbulento, para contração
repentina e expansão repentina, usando o fator de correção da
energia cinética, α. Esse fator deve ser calculado conforme o comportamento
reológico do fluido. Por sua vez, Geankoplis (1998) explica
que as perdas por atrito causadas por acessórios, válvulas e contrações
de fluidos pseudoplásticos e plásticos de Bingham são similares aos de
fluidos newtonianos com os mesmos número de Reynolds generalizados,
tanto para escoamento laminar como turbulento. Enquanto que
nas perdas por reduções repentinas deve utilizar-se o fator de correção
da energia cinética.
Segundo Chhabra e Richardson (1999), a limitada informação existente
para acessórios sugere que o comportamento pseudoplástico tem
uma baixa influência nas perdas localizadas, portanto é plausível usar
os valores para fluidos newtonianos. Entretanto, a estimação das quedas
de pressão deve ser cuidadosa por causa do nível de incerteza.
Por sua vez, Darby (2001a) propõe usar o método 2-K ou 3-K,
substituindo Re por ReMR para fluidos lei da potência. Os dos métodos
obteriam resultados equivalentes. Segundo Steffe e Daubert (2006) o
coeficiente de perda localizada para válvulas e acessórios também pode
ser calculado pelo método 2-K substituindo Re por ReMR. Esse método
é adequado para diâmetros de tubulação utilizados em processos da
indústria de alimentos e farmacêutica. Para diâmetros maiores que
6 in, deve considerar-se o método de 3-K.
Coeficientes de perda de carga localizada para fluidos lei da potência
serão tratados neste trabalho, especificamente os pseudoplásticos, os
quais serão apresentados na seguinte seção. Para fluidos dilatantes, os
únicos dados experimentais disponíveis para queda de pressão foram introduzidos
por Griskey e Green (1971) para 1,15 < n < 2,5 (GRISKEY;
GREEN, 1971 apud RAO et al., 2005).