Defina os seguintes termos usando texto e equações:
c) Fluidos não-newtonianos independentes do tempo.
c) Fluidos não-newtonianos independentes do tempo.
Passo 1
Neste exercício, vamos definir o termo “Fluidos não-newtonianos independentes do tempo”. Vamos trabalhar com o conteúdo de Mecânica dos Fluidos, especificamente na parte que estuda os diferentes tipos de fluidos e suas propriedades. Para resolver, precisaremos entender o que caracteriza um fluido não-newtoniano e como sua viscosidade se comporta de maneira independente do tempo.
Passo 2
Primeiro, é importante saber o que são fluidos não-newtonianos. Diferente dos fluidos newtonianos, cuja viscosidade permanece constante independentemente da taxa de deformação aplicada, os fluidos não-newtonianos têm uma viscosidade que varia conforme a taxa de deformação.
Passo 3
A expressão “independentes do tempo” indica que, embora a viscosidade do fluido não-newtoniano varie com a taxa de deformação, essa variação não depende do tempo. Ou seja, a relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação não muda com o passar do tempo.
Passo 4
Matematicamente, para fluidos não-newtonianos independentes do tempo, a relação entre a tensão de cisalhamento (
) e a taxa de deformação (
) pode ser descrita por uma lei de potência:
onde:
-
é a tensão de cisalhamento, -
é a constante de consistência do fluido, -
é a taxa de deformação, -
é o índice de dilatância que indica a natureza do fluido (se , o fluido é pseudoplástico; se , é newtoniano; e se , é dilatante).
Resposta
Fluidos não-newtonianos independentes do tempo são aqueles cuja viscosidade varia com a taxa de deformação, mas não depende do tempo. A relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação é dada por: