Você conhece a diferença entre os fluidos newtonianos e não newtonianos e como cada um deles é bombeado? Confira o nosso artigo e descubra tudo sobre esses diferentes tipos de fluidos!
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.
Antes de mais nada, 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.
Gráfico do Comportamento dos Fluidos Sujeitos a Esforços Externos
4- Bombeamento de Fluidos Newtonianos e não Newtonianos
Fluidos Newtonianos
Geralmente o bombeamento deste tipo de fluido 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.
Fluidos não Newtonianos
Já para o bombeamento de fluidos não newtonianos, outros tipos de bomba são necessários, principalmente destacam-se bombas do tipo de deslocamento positivo, tais como: bombas de engrenagem, bombas de lóbulos, bombas tipo parafuso, bombas tipo Mono com estator de borracha, bombas peristálticas e outros tipos menos usuais.
5- Bombas Peristálticas, uma solução eficiente para o bombeamento de fluidos Não Newtonianos
Dentre as bombas citadas para bombeamento de fluidos não newtonianos, as bombas peristálticas merecem destaque especial devido à sua grande versatilidade, pois podem recalcar uma grande variedade de fluidos não newtonianos, tais como: lamas, pastas, tintas, esgoto bruto, graxas, xaropes concentrados, geleias e uma infinidade de fluidos problemáticos, quanto à variação de sua viscosidade.
Princípio de Funcionamento:
Na parte interna da bomba, existe um tubo flexível de elastômero, cujo interior é preenchido totalmente pelo fluido a ser bombeado.
Este tubo é sujeito a compressões sucessivas por duas sapatas ou roletes. O primeiro rolete, esmagando e ao mesmo tempo girando, cria no interior do tubo uma câmara de vácuo, que faz sucção do fluido para o seu interior. Esta porção de fluido, que já está dentro do tubo é arrastada pelo segundo rolete, que empurra o fluido na direção do bocal de descarga da bomba.
Conforme os roletes vão girando, fica estabelecido um fluxo pulsante que entra e sai da bomba, recalcando desta maneira o fluido. A potência absorvida por este tipo de transporte é geralmente fornecida por um motor elétrico, acoplado ao eixo de giro dos roletes.
Sapatas versus Roletes
As bombas peristálticas Vallair Ragazzini, por utilizarem o exclusivo sistema de roletes, podem entregar vazões de até 180 m³/h e, consomem até 50% menos energia do que as bombas peristálticas equivalentes que trabalham com sapatas.
A Ragazzini foi uma das pioneiras na fabricação de Bombas Peristálticas de Roletes e também fabrica os mais diversos tipos de bombas desde 1921, com sede em Faenza na Itália.
As bombas peristálticas de roletes se destacam pelo fato de trabalhar com a câmara seca, o que facilita e aumenta a produtividade na manutenção e não gera efluentes, diferente das bombas peristálticas de sapatas que precisam encher a câmara de óleo para lubrificar o elemento tubular e refrigerar o arrastar das sapatas sobre o mangote, além de gerar efluentes devido a necessidade de descarte desse fluido no momento da manutenção e consequentemente aumentando o tempo de reparo.
Quer saber mais sobre o princípio de funcionamento da bomba peristáltica de roletes da Vallair? Assista nosso vídeo no YouTube agora!
Fluxo Pulsante
A fim de eliminar a característica pulsante do fluxo que a bomba gera, é altamente recomendado instalar absorvedores de pulsação nas tubulações de sucção e descarga da bomba.
Se estes acessórios de tubulação não forem instalados, as perdas por aceleração do fluido irão gerar muita perda de carga, além disso, as linhas de sucção e descarga estarão sujeitas a prováveis vibrações.
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