Escoamento de fluídos não newtonianos

46 2 Revisão Bibliográfica
tes comportamentos reológicos caracterizados por diferentes modelos, a
água e as soluções de glicerol (newtoniano), as soluções de carboximetilcelulose
(lei da potência) e as soluções de caulim (Herschel-Bulkley).
As soluções de glicerol ao 75 e 99% (v/v) são consideradas newtonianas
conforme 0,02 ≤ µ ≤ 0,85 Pa·s. As soluções de carboximetilcelulose ao
5 e 8% (m/m) são definidas pseudoplásticas, na faixa de 0,54 ≤ n ≤ 0,79
e 0,23 ≤ K ≤ 4,95 Pa·s n . Já as soluções de caulim ao 10 e 13% (v/v)
são consideradas pseudoplásticas com tensão incial conforme a faixa de
0,14 ≤ n ≤ 0,17 e 9,34 ≤ K ≤ 15,04 Pa·s n .
O coeficiente de perda localizada para cada válvula em escoamentos
laminar e turbulento pode ser estimada através da seguinte expressão
k f = M1
+ M2
ReMR
(2.100)
onde as constante M1 e M2 são obtidas através desses dados experimentais.
A Tabela 2.12 apresenta os valores dessas constantes para cada
diâmetro.
Tabela 2.12: Valores de M1 e M2 da Equação 2.100.
Diâmetro M1 M2 r 2
40 mm 1042 7,85 0,86
50 mm 946 2,53 0,97
65 mm 800 1,35 0,95
80 mm 575 2,66 0,92
100 mm 585 1,33 0,82
Adaptado de: Fester et al. (2007).
Os autores concluíram que tanto para escoamento laminar como
turbulento não existe similaridade dinâmica. No caso de escoamento laminar,
o coeficiente de perda localizada diminui ao diminuir o tamanho
da válvula.
No ano seguinte, Fester et al. (2008) apresentaram um conjunto
de dados experimentais para quedas de pressão através de contrações
repentinas em uma tubulação de 42,3 mm de diâmetro interno. Os
fluidos selecionados para o estudo apresentaram comportamento newtonianos
(água, óleo newtoniano e soluções de açúcar), lei da potência
(carboximetilcelulose) e Herschel-Bulkley (caulim). As medições foram
realizadas em uma taxa de cisalhamento na faixa de 0,001 ≤ ˙γ ≤ 10000
1/s. As soluções de carboximetilcelulose ao 3 e 5% (m/m) são conside-