Viscosidade

Fenômenos de Transporte
Viscosidade Número de Reynolds Fluidos Newtonianos e não Newtonianos Tensão Superficial

Viscosidade
● É uma medida quantitativa da resistência de um fluido ao escoamento.
 Determina a taxa de deformação do fluido gerada pela aplicação de uma tensão de cisalhamento.

Podemo-nos mover facilmente através do ar (viscosidade muito baixa). O movimento é mais difícil na água (viscosidade 50 vezes maior que do ar).

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Viscosidade
● É a propriedade que indica a maior ou menor facilidade de um fluido escoar.

 = tensão de cisalhamento = força tangencial por unidade de área
Ft  A
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Viscosidade

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Gradiente

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Viscosidade
•Elemento de fluido sob ação de uma tensão de cisalhamento no plano superior.

•Enquanto a tensão for mantida o ângulo de deformação devido ao cisalhamento aumenta continuamente com o tempo.
•A superfície superior move-se com uma velocidade maior que a inferior.

•Fluidos comuns (água, óleo, ar) apresentam uma relação linear entre a tensão de cisalhamento aplicada e a taxa de deformação resultante:

  t

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Viscosidade
•Da geometria da figura temos:

ut tan     y

•Tomando-se o limite da variação infinitesimal, a equação acima se torna a relação entre a taxa de deformação e o gradiente de velocidade:

•Como:  

 t

d du  dt dy

d du    dt dy

Lei de Newton da viscosidade

•Onde a constante de proporcionalidade  é a viscosidade dinâmica.

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Viscosidade
•As dimensões de  são FTL-2 ou ML-1T-1 e as unidades no SI N.s/m2. •Temos também a viscosidade cinemática, cuja unidade no SI é m2/s:



 

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Viscosidade
•Na verdade, não nos importamos com o ângulo de deformação e sim com a distribuição de velocidades.
•A Figura ilustra uma camada cisalhada, ou camada-limite, junto a uma parede sólida.

•A tensão de cisalhamento é proporcional à inclinação do perfil de velocidade e é maior junto à parede.
•Além disso, na parede, a