viscosidade de líquidos

viscosidade de líquidos

Universidade Federal de Campina Grande- UFCG

Centro De Ciências e Tecnologia – CCT

Unidade Acadêmica de Engnharia química – UAEQ

Componente Curricular: Físico-Química Experimenta I

ProfessoraAluno: Maelson marques De Lima

Relatório_2 :

Experimento 03: Viscosidade de Líquidos (Parte I).

Realizado em 07 de abril de 2009

Campina Grande 14 de abril de 2009

1.Introdução teórica

A viscosidade é a propriedade dos fluidos correspondente ao transporte microscópico de quantidade de movimento por difusão molecular. Quanto maior a viscosidade, menor a velocidade em que o fluido se movimenta.

Viscosidade é a medida da resistência de um fluido à deformação causada por um torque. É comumente percebida como a “grossura”, ou resistência ao despejamento.

A viscosídade mede-se por meio de viscosímetros, aparelhos em que geralmente se determina o tempo que um certo volume de líquido leva a escoar-se através de um orifício de pequeno diâmetro. Os valores de viscosidade dos óleos são obtidos experimentalmente em Laboratório com métodos como o da figura no início do post. Trata-se de um teste padronizado onde é medido o tempo que uma certa quantidade de fluido leva para escoar através de um pequeno tubo (capilar) a uma temperatura constante.

Fig.1:viscosímetro, cronômetro e Termômetro

2. Objetivos

2.1Objetivo Geral: Determinar a viscosidade de diferentes tipos de óleos.

2.2Objetivos Específicos: Verificar se a viscosidade determinada para cada tipo de óleo está de acordo com a NBR 15442

3.Fundamentação Teórica

Coeficiente de Viscosidade Dinâmica

O coeficiente de viscosidade dinâmico , é o parâmetro que produz a existência de esforços

tangenciais nos líquidos em movimento. Depende do atrito interno do fluído (isto é, da força de

atrito entre camadas diferentes do fluído que se move com velocidades diferentes. As dimensões

são M/LT. No sistema S.I. exprime-se em poiseulle (PL), tal que 1 PL = 1 kg / m.s. No sistema

C.G.S. a unidade é o poise (g / cm.s). Geralmente utiliza-se o centipoise que vale a centésima

parte do poise.

Coeficiente de Viscosidade Cinemática

O coeficiente de viscosidade cinemática, , é o quociente entre o coeficiente de viscosidade

dinâmica e a massa específica: = / .

As dimensões de são o L2/T. No sistema S.I. exprime-se em m2/s. No sistema C.G.S. a unidade é o stokes (St). Em geral a unidade é o centistokes (cSt), que vale a centésima parte do stock.

De maneira geral, o movimento relativo de sólidos e fluido só pode ser descrito de forma simples em situações de baixa velocidade. Nessa situação dizemos que o regime de escoamento do fluido é laminar, pois o fluido se comporta como se fosse composto de camadas muito finas que deslizam, com atrito, umas sobre as outras.

M

4.Materiais e Métodos

4.1 Materiais

  • Viscosímetro de Cannon-Frenske .

  • Cuba Termostática com Cronômetro e Termômetro de precisão integrados.

  • Bomba de aspiração.

  • Béquers

  • Amostra de diferentes tipos de óleos.

  • Pipetas graduadas

4.2 Metodologia

Procedimentos

  1. Separar as amostras de óleos em béquers diferentes;

  2. Adicionar o óleo presente no béquer ao viscosímetro com o auxílio de uma pípeta;

  3. Ligar a cuba para o banho do viscosímetro à corrente eléctrica, utilizando a unidade de controle anexa a cuba , onde estão localizados os interruptores de iluminação, aquecimento;

  4. No termómetro de controle verificar até uma temperatura de 40 0C;

Fig.2: Cuba Termômetro e Cronômetro integrados

  1. Com o auxílio de uma bomba aspirar a amostra de óleo no ramo do viscosímetro que contem o capilar até que o bordo superior da amostra ultrapasse o traço de referência superior;

  2. Deixa-se a amostra de óleo escorrer livremente no viscosímetro e com o auxílio do cronómetro que faz parte do eqipamento determina-se o tempo de escoamento, entre os dois traços de referência.

A viscosidade cinemática calcula-se por:

= K.t

Onde:

Viscosidade Cinemática

K Constante do viscosímetro

t tempo de escoamento

VIII. Repetir o procedimento descrito em II, III, IV , VI e VII para a mesma temperatura , 40°C

5.Resultados e Discussões

Viscosidade descreve a resistência interna para fluir de um fluido e deve ser pensada como a medida do atrito do fluido. Assim, a água é “fina”, tendo uma baixa viscosidade, enquanto óleo vegetal é “grosso”, tendo uma alta viscosidade.

Fig.3

Fig. 3:Pressão laminar de um fluido entre duas placas. Atrito entre o fluido e a superfície móvel causa a torção do fluido. A força necessária para essa ação é a medida da viscosidade do fluído.

Tabela 1.: Com os tempos cronômetrados de cada uma das amostras de óleos medidas.

Medições

Óleo( milho)

Óleo(soja)

Óleo(Algodão)

1a

t1=167,05s

t1=156,94s

t1=165,26

2a

t2=166,57s

t2=156,75s

t2=165,16

Média

T=166,81s

T=156,85s

T=165,21s

Pode se observar que os tempos de todas as segundas medições foram menores do que os das primeiras, devido a pequenas quantidades de óleo que se prendiam às paredes do viscosímetro a cada medição.

Tabela2.: com os valores das viscosidades cinéticas de cada um dos óleos testados experimentalmente.

V

Óleo( milho)

Óleo(soja)

Óleo(Algodão)

Viscosidade cinemática(cSt)

38,67

36,36

38,30

Os valores transcritos na tabela. 2 foram cálculados em anexo.

TABELA 3.:Valores Teóricos das viscosidades dos óleos de acordo com a NBR15442

Propriedades físico-químicas dos óleos

Tipo de Óleo

*Densidade Relativa

Viscosidade (cSt)

T=20ºC

T=40ºC

T=100ºC

Valor Limite NBR 15442

0,96 máximo

150 máximo

50 máximo

15 máximo

Algodão

0,9228±0,02

73,26±0,48

35,21±0,01

8,63±0,02

Babaçu

-

-

29,36±0,01

6,68±0,00

Girassol

0,9249±0,03

65,74±0,23

32,60±0,01

8,38±0,00

Milho

0,9228±0,00

70,82±0,22

34,90±0,01

8,39±0,05

Soja

0,9202±0,03

66,67±0,29

32,18±0,01

8,21±0,00

Mineral

0,8797±0,01

20,9±0,00

9,35±0,01

2,74±0,00

De acordo co a tabela 2 todos os óleos apresentaram valores dentro das especificações impostas pela NBR15442 realizada experimentalmente a 40°C; Pois nenhum dos valores excedeu o valor limite de 50cSt a 40°C.

6.Conclusão

Os experimentos realizados puderam confirmar vários itens teóricos no estudo da viscosidade cinemática dos líquidos. Pode-se tomar medidas experimentais, efetuar cálculos com elas, e comparar a dados achados na teoria. Os dados obtidos nos experimentos ficaram dentro dos limites aceitos para os teóricos, o que dá uma certa validade aos experimentos realizados e serve de base aos conceitos aprendidos.

Assim, o experimento, apesar de válido, ainda contém muito erro, como, impurezas no viscosímetro , contaminação das amostras seguintes por meio de resíduos dos óleos que não saíram durate a lavagem da vidraria lavagem, como também os óleos usados podem estar um pouco fora das especificações defendidas pela NBR15442.

7.Bibliográfia

http://www.convertworld.com/pt/viscosidade-cinematica/

Apostila cedida pelo curso de fisico-quimicas experimental I , ano 2009

http://fisicoloko.blogspot.com/2008/06/viscosidade-de-lubrificantes.html

Anexo

Média aritimética dos tempos transcritos na tabela 1.

Cálculos dos valores das viscosidades cinemáticas citadas na tabela 2.

Segundo a seguinte expressão:

Cálculo do erro com relação aos valores teóricos dos óleos citados na tabela 3 .

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