Relatorio

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CENTRO UNIVERSITARIO FEEVALE

INSTITUTO DE CIENCIAS EXATAS E TECNOLOGICAS

ENGENHARIA INDUSTRIAL QUIMICA













RELATÓRIO DE PRATICA
DETERMINAÇÃO DA VISCOSIDA DE UM ÓLEO













JOSEANE ORTIZ BREITENBACH
Sandro Eduardo da Silva
Eduardo Farias Ritter
Marcelo Bach
Lucas Scherer Graff










NOVO HAMBURGO, 26 JUNHO DE 2007.1. INTRODUÇÃO

Este experimento tem como objetivo determinar a viscosidade do óleo contido em um viscosímetro de cilindros coaxial.





2. TEORIA

A viscosidade é a propriedade dos fluidos correspondente ao transporte microscópico de quantidade de movimento por difusão molecular. Ou seja, quanto maior a viscosidade, menor a velocidade em que o fluido se movimenta.Define-se pela lei de Newton da viscosidade:

[pic] (4.1)

Onde a constante μ é o coeficiente de viscosidade, viscosidade absoluta ou viscosidade dinâmica. Muitos fluidos, como a água ou a maioria dos gases, satisfazem os critérios de Newton e por isso são conhecidos como fluidos newtonianos. Os fluidos não newtonianos têm um comportamento mais complexo enão linear.

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. 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 umaalta viscosidade.

A unidade de μ no SI é Pa.s (Pascal por Segundo), mas é mais comumente expressa em “cp” (Centipoise), a relação entre elas é de ( 1cp = 10-3 Pa.s ).



3. PROCEDIMENTO

Na determinação da viscosidade do óleo foi utilizado os seguintes equipamentos: viscosímetro, pesos, balança, régua, paquímetro, cronômetro, termômetro e o óleo em analise.

Com oauxílio de paquímetro e régua, foi determinado o raio do cilindro móvel (R1), o raio do cilindro fixo (R2) e a altura do cilindro móvel (h). O sistema montado conforme a figura 1, colocou-se uma amostra de óleo com viscosidade a ser determinada, após foi aplicado na extremidade do fio uma massa, partindo de uma altura inicial (H), arbitrada inicialmente. A medida em que a massa foi solta, foicronometrado o tempo em que a mesma levava para percorrer a distância H. Variando a massa aplicada, para cada massa foram realizadas 3 medidas e realizada 5 combinações de massa. À massa aplicada somou-se o peso do suporte, aferido em balança. [pic]
A polia do aparelho tem velocidade tangencial dada por vp = H/Δt.
A velocidade angular da polia é ω = (vp/r). O cilindro móvel e a polia tem amesma velocidade angular, porém tem velocidades tangenciais diferentes: Logo, a velocidade tangencial do cilindro móvel é igual a vc = ω R1 = (vp/r)R1.
Como a variação da velocidade ao longo das camadas do fluido é linear, tem-se:
v(x) = k x ; k é uma constante igual a dv/dx,
Considerando x=0 no cilindro fixo, temos: v(0) = 0; v(R2-R1) = vc ,ao longo da camada de fluido: v(x) =(dv/dx) x
Logo, dv/dx = vc/(R2-R1)
Portanto da Lei de Newton da Viscosidade tem-se:
[pic] (4.2)

A força tangencial de atrito sobre o cilindro móvel exerce um torque de igual intensidade porém contrário ao torque exercido pela força peso sobre a polia. Os dois torques se equilibram, pois observa-se que o peso cai com velocidade constante. Sendo m o valor da massado corpo que cai e puxa o cilindro móvel, e g a aceleração da gravidade, o torque exercido pela força peso sobre a polia é [pic]. O torque exercido pela força de viscosidade é[pic]. Na situação de equilíbrio, ou seja, quando o peso que faz a polia rodar cai com velocidade constante, estes dois torques são iguais e contrários. Logo,
[pic] (4.3)
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