materiais propriedades mecânicas reologia....
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MateriaisMateriais
Propriedades mecânicasPropriedades mecânicas
ReologiaReologia
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CrocanciaCrocanciaTexturaTexturaCohesividadeCohesividadeEspessoEspessoMacioMacioElásticoElásticoRígidoRígidoQuebradiçoQuebradiçoGrudentoGrudentoRaloRaloMoleMoleCremosoCremoso
ViscosoViscosoFrágil Frágil ResistenteResistenteDuroDuro
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ReologiaReologia : estudo da deformação : estudo da deformação e escoamento dos materiaise escoamento dos materiais
Qualidade de AlimentosQualidade de Alimentos
Propriedades de EngenhariaPropriedades de Engenharia
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Avaliação reológica começa cedoAvaliação reológica começa cedo
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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
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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:
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Forças Forças volumétricas ( gravidade ) volumétricas ( gravidade )
que agemque agem
sobre um sobre um superficiaissuperficiais ( ( pressão e viscosaspressão e viscosas)
sistemasistema
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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
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A
F
0A
lim tt
A
F
0A
lim nn
Tensão tangencial Tensão tangencial ou de cisalhamentoou de cisalhamento
Tensão Normal Tensão Normal
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SólidosSólidos
Materiais Materiais líquidoslíquidos
gasesgases
Estados intermediáriosEstados intermediários
Estados da matériaEstados da matéria
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FLUIDOSFLUIDOS
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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
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escoamentoescoamento
tocisalhamendetensãorz
zdireçãonavelocidadevz
r=0r=0
rr
zz
(regime laminar)(regime laminar)
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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
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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
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X
y yyi VV
0ixV 0ixV
0iyV
Principio da aderência Principio da aderência
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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
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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
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++
--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
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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
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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???
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Que tipos de deformação posso encontrar????Que tipos de deformação posso encontrar????
Que tipo de tensões ????Que tipo de tensões ????
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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
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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)