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Título: Avaliação reológica experimental do comportamento tixotrópico de uma solução de laponita-RD®
Título(s) alternativo(s): Experimental rheological evaluation of thixotropic behavior in a laponite-RD® solution
Autor(es): Baldevi, Guilherme Arnt Serro
Orientador(es): Negrão, Cezar Otaviano Ribeiro
Palavras-chave: Reologia
Fluxo viscoso
Argila
Fluidos não-newtonianos
Fluidos newtonianos
Engenharia mecânica
Rheology
Viscous flow
Clay
Non-Newtonian fluids
Newtonian fluids
Mechanical engineering
Data do documento: 5-Dez-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: BALDEVI, Guilherme Arnt Serro. Avaliação reológica experimental do comportamento tixotrópico de uma solução de laponita-RD®. 2017. 82 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017.
Resumo: O presente trabalho apresenta a metodologia e os resultados obtidos para o estudo de um fluido tixotrópico, solução de Laponita-RD®. Os objetivos do trabalho foram a formulação de uma solução estável do material e também a avaliação do comportamento desse fluido em três condições distintas possíveis: (a) antes da quebra da estrutura gelificada; (b) durante a quebra; e (c) após a quebra. O projeto corroborou métodos de medição da tensão limite de escoamento, ou seja, tensão mínima necessária para que um material comece a escoar, com gel de cabelo, considerado fluido viscoplástico ideal. As tensões críticas para diversos testes foram validadas e, nos testes oscilatórios, observou-se uma dependência direta com a taxa de amplitude de tensão. A solução de Laponita-RD® apresentou tensões críticas em uma ordem de grandeza aproximadamente dez vezes menor e o grau tixotrópico desse material quando comparado àquele encontrado para a o gel de cabelo é expressivamente maior de acordo com a diferença percentual das áreas das curvas dos testes de rampa de taxa de deformação. Os testes de patamares de taxas de deformação avaliaram o desenvolvimento da viscosidade em função do tempo para mudanças bruscas de taxa de deformação. Os resultados desses testes mostraram que a solução formulada apresenta repetibilidade para os valores de regime permanente e para a dinâmica dos processos de estruturação e desestruturação.
Abstract: The present work presents the methodology and results obtained for the study of a thixotropic fluid, Laponita-RD® solution. The objectives of this work were the formulation of a stable solution of the material and the evaluation of the behavior of this fluid in four distinct possible conditions: (a) before the breakdown of the gelled structure; (b) alongside the breakdown; and (c) after the breakdown. The project corroborates measuring methods of the yield stress, in other words, the minimum shear stress required to start a flow, with hair gel, considered an ideal viscoplastic fluid. The critic stresses for several tests were validated and, on oscillatory tests, a direct dependency on the stress amplitude rate was observed. The Laponite-RD® showed critical stresses around a magnitude of ten times less and the thixotropic level of this material when compared to the one measured for the hair gel is expressively higher with respect to the percentage difference of the areas under the curves of the shear rate ramp experiments. The shear rate steps tests evaluated the viscosity as a function of the time. The results unveiled the formulated solution presets repeatability for steady state values and the dynamic of build up and down processes.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9598
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