MateriaisMateriais

Propriedades mecânicasPropriedades mecânicas

ReologiaReologia

CrocanciaCrocanciaTexturaTexturaCohesividadeCohesividadeEspessoEspessoMacioMacioElásticoElásticoRígidoRígidoQuebradiçoQuebradiçoGrudentoGrudentoRaloRaloMoleMoleCremosoCremoso

ViscosoViscosoFrágil Frágil ResistenteResistenteDuroDuro

ReologiaReologia : estudo da deformação : estudo da deformação e escoamento dos materiaise escoamento dos materiais

Qualidade de AlimentosQualidade de Alimentos

Propriedades de EngenhariaPropriedades de Engenharia

Avaliação reológica começa cedoAvaliação reológica começa cedo

Propriedades de EngenhariaPropriedades de Engenharia : : parâmetros necessários parâmetros necessários para o projeto de equipamentos: (quantidade de movimento, para o projeto de equipamentos: (quantidade de movimento,

calor e massa )calor e massa )

Propriedades reológicasPropriedades reológicas : são uma medida da : são uma medida da resposta do alimento frente a resposta do alimento frente a tensõestensões

No caso de fluidos estes parâmetros estão associados aoNo caso de fluidos estes parâmetros estão associados ao

escoamento e dinâmica do sistemaescoamento e dinâmica do sistema

Mistura de líquidos e pastas Mistura de líquidos e pastas

AgitaçãoAgitação

Escoamento de líquidos em tubulações e equipamentos Escoamento de líquidos em tubulações e equipamentos

EmulsõesEmulsões

MoagemMoagem

CompactaçãoCompactação

Etc.Etc.

Estes parâmetros definem : gasto de energia, Estes parâmetros definem : gasto de energia, velocidades, forças, etc., necessáriasvelocidades, forças, etc., necessárias

Parâmetros reológicosParâmetros reológicos entram no projeto de:entram no projeto de:

Forças Forças volumétricas ( gravidade ) volumétricas ( gravidade )

que agemque agem

sobre um sobre um superficiaissuperficiais ( ( pressão e viscosaspressão e viscosas)

sistemasistema

A

F

tF

nF

A força aplicada numa A força aplicada numa superfície pode-se descompor superfície pode-se descompor numa componente tangencial numa componente tangencial e outra normale outra normal

Forças deForças deSuperfícieSuperfície

A

F

0A

lim tt

A

F

0A

lim nn

Tensão tangencial Tensão tangencial ou de cisalhamentoou de cisalhamento

Tensão Normal Tensão Normal

SólidosSólidos

Materiais Materiais líquidoslíquidos

gasesgases

Estados intermediáriosEstados intermediários

Estados da matériaEstados da matéria

FLUIDOSFLUIDOS

Quais forças aparecem quando um fluido escoa??Quais forças aparecem quando um fluido escoa??

Duto com água em repouso Duto com água em repouso

PP11

PP22

21 PP

Força de atrito= força tangencialForça de atrito= força tangencial

Força de pressão =Força normalForça de pressão =Força normal

escoamentoescoamento

tocisalhamendetensãorz

zdireçãonavelocidadevz

r=0r=0

rr

zz

(regime laminar)(regime laminar)

Regime Laminar e TurbulentoRegime Laminar e Turbulento

Quando um fluido escoa a Quando um fluido escoa a baixa velocidade , se desloca baixa velocidade , se desloca em camadas que não se em camadas que não se misturam misturam macroscopicamente. A macroscopicamente. A

mistura é a nível molecularmistura é a nível molecular . .

Quando aumenta a velocidadeQuando aumenta a velocidade

No regime turbulento No regime turbulento começam a formar-se, começam a formar-se, redemoinhos: o seio do fluido redemoinhos: o seio do fluido se mistura por efeito dessa se mistura por efeito dessa turbulência turbulência

Definições :

Postulado do contínuo: o fluido é um meio contínuo.(velocidade , pressão, tensão são funções contínuas da posição)Condição de aderência: todo fluido em contato com um sólido adquire a velocidade deste v fluido= v sólido

Definições :

Postulado do contínuo: o fluido é um meio contínuo.(velocidade , pressão, tensão são funções contínuas da posição)Condição de aderência: todo fluido em contato com um sólido adquire a velocidade deste v fluido= v sólido

X

y yyi VV

0ixV 0ixV

0iyV

Principio da aderência Principio da aderência

Fenomenologia da transferência de movimentoFenomenologia da transferência de movimento

Fluido tipo água entre dois placas: uma fixa e outra Fluido tipo água entre dois placas: uma fixa e outra móbil, a velocidades bem baixas( móbil, a velocidades bem baixas( regime laminarregime laminar))

F

V=0V=0

V=VV=Vplacaplaca

Transferência de Transferência de quantidade de quantidade de movimentomovimento

Perfil de Perfil de velocidadevelocidade

Consideremos duas camadas diferenciais do Consideremos duas camadas diferenciais do líquido entre as duas placaslíquido entre as duas placas F

dydy

dydy

yy

xxVV11

VV22

Partículas de velocidade maior vPartículas de velocidade maior v11

Partículas de velocidade menor vPartículas de velocidade menor v22 regime laminarregime laminar

++

--FF11

FF22

Pela movimentação do fluido parecem tensões Pela movimentação do fluido parecem tensões cisalhantes ao longo de y, cisalhantes ao longo de y,

F

dydy

dydy

yy

xxVV11

VV22

yx

F

VV11

Plano virtual no líquidoPlano virtual no líquido

Tensão cisalhante da camada de fluido inferior sobre a superiorTensão cisalhante da camada de fluido inferior sobre a superior

velocidadesvelocidades tensõestensões

regime laminarregime laminar

Logo como posso definir um fluido ??????Logo como posso definir um fluido ??????

Um fluido é um material que se deforma Um fluido é um material que se deforma continuamente e irreversivelmente frente a continuamente e irreversivelmente frente a uma tensão cisalhante por mais pequena que uma tensão cisalhante por mais pequena que ela sejaela seja

Mas que significa deformação de um fluido???Mas que significa deformação de um fluido???

Que tipos de deformação posso encontrar????Que tipos de deformação posso encontrar????

Que tipo de tensões ????Que tipo de tensões ????

X

Y

Z

Tzz

Tzy

Tzx

Txx

Txy

Txz

Tyx

Tyy

Tyz

TTijij

T=tensãoT=tensãoi=direção da áreai=direção da áreaJ=direção da forçaJ=direção da força

Exercícios:Exercícios:

1-Num elemento de área de 1cm1-Num elemento de área de 1cm22, aplica-se um , aplica-se um força de tração, de 5 kgforça de tração, de 5 kgf f , com um ângulo de 30, com um ângulo de 3000. .

Calcule a componente da força normal e Calcule a componente da força normal e cisalhante em N/mcisalhante em N/m2.2.

2-Calcule as unidades de uma tensão em sistema 2-Calcule as unidades de uma tensão em sistema cgs e SI.cgs e SI.

3- Calcule todas as possíveis tensões que podem 3- Calcule todas as possíveis tensões que podem aparecer em um elemento cilíndrico ( use aparecer em um elemento cilíndrico ( use coordenadas cilíndricas)coordenadas cilíndricas)