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6 MECÂNICA DE PARTÍCULAS E REOLOGIA
6.1 Mecânica de corpos insaturados
01/05/01 6 MECÂNICA DE PARTÍCULAS E REOLOGIA 2
Interação entre partículas[R
eed
, 1
99
5:2
48
]
Compressão uniaxial de partículas, onde F: força aplicada Ni: componente normal Ti: componente tangencial
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onde : tensão efetiva Pa: pressão aplicada ou tensão total u: pressão no fluido/poro
[Reed
, 1
99
5:2
18
]
Tensão efetiva
uP a
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Tensão efetiva: exemplo[R
eed
, 1
99
5:2
49
]
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Compressibilidade sob tensão
[Reed
, 1
99
5:2
59
]
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Modos de carga[R
eed
, 1
99
5:2
64
]
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Tensão-deformação para filmes cerâmicos
[Reed
, 1
99
5:2
65
]
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Resistência mecânica em função do teor de líquido
[Reed
, 1
99
5:2
65
]
6 MECÂNICA DE PARTÍCULAS E REOLOGIA
6.2 Reologia de sistemas saturados
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Reologia e reometria
Reologia: ciência da deformação e do escoamentoReometria: determinação de propriedades reológicas[R
eed
, 1
99
5:2
77
]
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Modelo de viscosidade [R
eed
, 1
99
5:2
79
]
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Comportamentos reológicos
[Reed
, 1
99
5:2
81
]
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Curvas de escoamento: definições
[Reed
, 1
99
5:2
81
]
1,n n
1,n n
1,n n
1,nY n
1,nY n
1,nY n
onde : tensão de
cisalhamento : taxa de
cisalhamento : viscosidade Y: tensão limite
de escoamento (LE)
n: constante
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Curvas de escoamento: modelos
[Reed
, 1
99
5:2
81
]
1,n n
1,n n
1,n n
1,nY n
1,nY n
1,nY n
Newtoniano
Pseudoplástico
Dilatante
Plástico (Bingham)
Pseudoplástico com LE
Dilatante com LE
: tensão de cisalhamento
: taxa de cisalhamento
: viscosidade Y: tensão limite
de escoamento n: constante
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Operações e taxas de cisalhamento
[Reed
, 1
99
5:2
83
]
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Variação com o tempo
Tixotropia: a viscosidade diminui com o tempo para ou constantes, devido a destruição de estruturas (em barbotinas cerâmicas, em geral é reversível)Reopexia: a viscosidade aumenta com o tempo para ou constantes, devido a formação de estruturas (ocorre raramente)
[Reed
, 1
99
5:2
82
]
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Histerese e tixotropia [R
eed
, 1
99
5:2
82
]
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Variação com a temperatura
[Reed
, 1
99
5:2
88
]
Q/RTAeL
onde L: viscosidade do líquido A: constante para líquido Q: constante para líquido R: constante dos gases T: temperatura
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Variação com o teor de sólidos: definições
[Reed
, 1
99
5:2
91
]
onde r: viscosidade
relativa L: viscosidade da
suspensão L: viscosidade do
líquido fp
v: fração volumétrica de partículas
KH: fator de forma hidrodinânico
fpv: fração
volumétrica de na qual o escoamento é
bloqueado
vp
L
Sr 5,21 f
vpHr 1 fK
vcrv
crvpr /1
fKHff
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Variação com o teor de sólidos: modelos
[Reed
, 1
99
5:2
91
]
Einstein
Com fator de forma
Dougherty-Krieger
vp
L
Sr 5,21 f
vpHr 1 fK
vcrv
crvpr /1
fKHff
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Viscosidade em função da fração de sólidos: Einstein
[Reed
, 1
99
5:2
92
]
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Viscosidade em função da fração de sólidos: D-K
[Reed
, 1
99
5:2
93
]
01/05/01 6 MECÂNICA DE PARTÍCULAS E REOLOGIA 23
Dependência da viscosidade do líquido: D-K
[Reed
, 1
99
5:2
94
]
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Viscosidade em função do pH
[Reed
, 1
99
5:2
98
, 3
00
]
alumina argilominerais
++
+ +– –
– – – – –
0 0
0 0– –
– – – – –
––
– –– –
– – – – –
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Viscosidade em função do pH
[Pozz
i, 1
99
4:1
53
]
Caso A
% defloculante
Caso B
% defloculante
Caso C
% defloculante
Caso D
% defloculante
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Técnicas de medidas reológicas
[Reed
, 1
99
5:2
83
]
Técnica Equipamen
toParâmetro Observação
Escoamento em queda
Copo Ford Índice Simples
Rotacional Brookfield Índice Simples
RotacionalCilindros
concêntricosCurva de
escoamentoSuspensões
Rotacional Cone e pratoCurva de
escoamentoPolímeros,
óleos
01/05/01 6 MECÂNICA DE PARTÍCULAS E REOLOGIA 27
Geometria de reômetros [R
eed
, 1
99
5:2
83
]
