Você conhece a diferença entre os fluidos newtonianos e não newtonianos e como cada um deles é bombeado? Confira o nosso artigo técnico!
1- Conceitos Gerais:
A análise do comportamento dos fluidos, quanto aos esforços necessários à sua movimentação, bem como, à aderência entre suas camadas internas durante um escoamento, envolve equações complexas tratadas na Mecânica dos Fluidos.
Como resultado desta análise, esta disciplina divide os fluidos em duas grandes classes:
- Fluidos Newtonianos: onde a taxa de deformação é proporcional aos efeitos da força aplicada para sua movimentação.
- Fluidos não Newtonianos: cuja taxa de deformação não é proporcional a estes efeitos (forças de cisalhamento entre camadas).
2- Características dos Fluidos:
Tomando como premissas os conceitos anteriores, podemos exemplificar alguns fluidos, cujo comportamento é newtoniano e alguns fluidos de comportamento não newtoniano.
Inicialmente, vamos falar um pouco sobre a viscosidade. Ela é uma grandeza que, de certa maneira, mede a relação de proporcionalidade entre os esforços aplicados a um fluido e a resposta da taxa de deformação resultante, durante seu escoamento. Pode-se pensar, de forma mais simples, como uma deformação do fluido que está resistindo ao seu movimento.
Os Fluidos Newtonianos apresentam taxas de deformação proporcionais aos esforços para movimentação do fluido, ou seja, sua viscosidade é constante para uma determinada temperatura e independe da natureza dos esforços aplicados.
Podemos citar, por exemplo, alguns fluidos com este comportamento, tais como a água, óleos lubrificantes, soluções fracas, amônia líquida, gasolina e a maioria dos derivados leves do petróleo.
Os Fluidos não Newtonianos apresentam taxas de deformação não proporcionais aos esforços realizados para a movimentação do fluido, ou seja, sua viscosidade não é constante para uma determinada temperatura e depende da natureza dos esforços aplicados.
Como exemplo podemos citar alguns fluidos com este comportamento, tais como o Amido de milho em solução, sangue, pastas, graxas, lamas, colas e alguns plásticos em solução.
3- Gráfico Representativo do Comportamento dos Fluidos
Logo abaixo, está representado um gráfico que resume o comportamento dos Fluidos Newtonianos e dos Fluidos não Newtonianos. No eixo das abcissas, indica-se um parâmetro que está relacionado à deformação das camadas do fluido (similar a um paralelepípedo deformando-se lateralmente, fixo na base) e no eixo das ordenadas, os esforços resultantes entre as várias camadas de fluido, em um escoamento.
Como se pode observar nos fluidos Newtonianos, a taxa de tensão da deformação é constante, portanto, a viscosidade para uma dada temperatura é constante. Porém nos fluidos não newtonianos, esta taxa varia com os esforços. Já no “plástico de Bingham”, o escoamento só começa após uma determinada tensão entre as camadas, portanto, não é um fluido Newtoniano.
4- Equipamentos indicados para o bombeamento de fluidos Newtonianos e não Newtonianos
Geralmente o bombeamento de fluidos Newtonianos é feito através de bombas centrífugas, pois a viscosidade é função apenas da temperatura. Já existem gráficos de correção da variação da viscosidade com o tipo de fluido e temperatura para este tipo de bomba, pois o comportamento do fluido é previsível. O Hydraulic Institute já publicou gráficos para correção das vazões, alturas manométricas e eficiência das bombas centrífugas, quando a viscosidade varia em função da natureza do fluido.
Já para o bombeamento de fluidos não newtonianos, as bombas de deslocamento positivo (como por exemplo a bomba peristáltica), são capazes de recalcar uma grande variedade de fluidos com essas características, tais como lamas, pastas, tintas, esgoto bruto, graxas, xaropes concentrados, geleias e uma infinidade de fluidos problemáticos, quanto à variação de sua viscosidade.
