Viscosidade

A viscosidade é uma propriedade importante de fluidos que descreve sua resistência ao fluxo e está relacionada ao atrito interno do fluido. O tipo mais comum de comportamento de fluxo é o fluxo cisalhante, no qual camadas de fluido se movem de maneira relativa umas às outras em resposta à força de cisalhamento. Essa força externa assume a força de uma tensão de cisalhamento que é definida como a força que atua sobre uma área unitária de fluido e resulta em uma velocidade gradiente ao longo da espessura da amostra, denominada velocidade de cisalhamento. A viscosidade cisalhante ou dinâmica relacionada a este processo é determinada pela proporção entre a tensão e a velocidade de cisalhamento, conforme ilustrado.

What is viscosity?

Fluidos não newtonianos

Muitos fluidos simples são classificados como newtonianos, o que significa que sua viscosidade não depende da quantidade de cisalhamento aplicado. Exemplos são água e hidrocarbonetos simples. Conforme a complexidade do fluido aumenta, por exemplo, pela inclusão de bolhas, gotas, partículas ou polímeros, os fluidos podem assumir comportamentos mais complexos e exibir uma resposta não newtoniana, na qual a viscosidade depende da quantidade de cisalhamento aplicado. Esses tipos de fluidos são normalmente chamados de fluidos estruturados ou complexos e seu comportamento pode ser mais bem descrito usando um reômetro, que pode medir diversas viscosidades em uma variedade mais ampla de velocidades de cisalhamento, tensões de cisalhamento e temperaturas, em comparação com um viscosímetro simples.

Esse comportamento não newtoniano é comum em vários produtos industriais e comerciais, incluindo pasta de dente, maionese, tintas, cosméticos e cimentos, que normalmente são fluidos de desbaste de cisalhamento, onde a viscosidade diminuiu conforme a velocidade de cisalhamento aumenta, embora o espessamento do cisalhamento possa ocorrer em alguns fluidos altamente estruturados. 

 


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Rheology

Aplicações da viscosidade

Para a maioria dos produtos, a viscosidade deve ser alta em baixas velocidades de cisalhamento para evitar sedimentação ou recessão, porém baixa em altas velocidades de cisalhamento para facilitar a aplicação ou processamento. Portanto, uma única medição não é suficiente para descrever a viscosidade de tais materiais, e a viscosidade deve ser medida em uma variedade de velocidades ou tensões de cisalhamento, ou ao menos em uma velocidade de cisalhamento relevante ao processo ou aplicação. Os fluidos não newtonianos também podem exibir outros fenômenos, como, tensão de escoamento, tixotropia e viscoelasticidade, que podem ter um grande impacto no comportamento do material e no desempenho do produto.

Applications of viscosity