O que você entende por viscosidade? Qual é a correlação que você consegue enxergar depois de tudo que vimos na disciplina até agora? Precisamos entender os tipos de fluidos antes de entender a viscosidade? Por quê?
Passo 1
O enunciado pede para refletirmos sobre o conceito de viscosidade, relacioná-lo com o que vimos ao longo da disciplina (mecânica dos fluidos) e avaliar se é preciso distinguir tipos de fluidos antes de falar em viscosidade. Vamos precisar lembrar da lei de Newton para fluidos, do número de Reynolds e das classificações de comportamento (Newtoniano vs não-Newtoniano).
Passo 2
Viscosidade é a medida da resistência interna de um fluido ao escoamento, ou seja, da “atrito” entre camadas adjacentes que escorrem a velocidades diferentes. Em fluidos newtonianos, essa resistência é dada pela lei de Newton:
onde
é a tensão de cisalhamento,
é a taxa de deformação (gradiente de velocidade) e
é o coeficiente de viscosidade, que permanece constante.
Passo 3
A correlação principal que enxergamos na disciplina é entre viscosidade, número de Reynolds e regimes de escoamento. Como
a viscosidade influencia diretamente se o escoamento será laminar (Re baixo) ou turbulento (Re alto). Além disso, perdas de carga em tubos e o perfil de velocidades também dependem de
.
Passo 4
É fundamental conhecer o tipo de fluido antes de falar em viscosidade porque nem todo fluido obedece à lei de Newton. Se o fluido for não-newtoniano,
varia com
(por exemplo, fluidos pseudoplásticos, dilatantes ou plásticos de Bingham). Só definindo de antemão se o fluido é newtoniano (viscosidade constante) ou não-newtoniano (viscosidade função de taxa de cisalhamento) conseguimos aplicar corretamente as equações de escoamento.
Resposta
Viscosidade é a “rigidez” interna de um fluido ao escoar, quantificada pelo coeficiente
na lei de Newton (
). Ela se relaciona diretamente com o número de Reynolds e o regime de escoamento, além de afetar perdas de carga e transferência de momentum. Precisamos antes classificar o fluido em newtoniano ou não-newtoniano porque apenas essa distinção nos diz se
é constante ou depende da taxa de cisalhamento, definindo como aplicamos as fórmulas de escoamento.