A DETERMINAÇÃO DA VISCOSIDADE PELO MÉTODO DE COPO FORD e BROOKFIELD

TRABALHO DA DISCIPLINA DE FENÔMENOS DE TRANSPORTE AVANÇADOS

Gilson Gilmar Holzschuh

Felipe Nunes

Fagner Pereira da Silva

DETERMINAÇÃO DA VISCOSIDADE PELO MÉTODO DE COPO FORD e BROOKFIELD

Santa Cruz do Sul

2018

Gilson Gilmar Holzschuh

Felipe Nunes

Fagner Pereira da Silva

DETERMINAÇÃO DA VISCOSIDADE PELO MÉTODO DE COPO FORD e BROOKFIELD

Relatório desenvolvido sobre o Método do Copo Ford e pelo Método Brookfield realizado pela disciplina de Fenômenos de Transporte Avançados, desenvolvida no laboratório de Práticas de Fenômenos de Transporte da Universidade de Santa Cruz do Sul - UNISC.

Professora: Adriane de Assis Lawisch Rodriguez

Santa Cruz do Sul, 2018.

1. Introdução

A viscosidade é a medida da resistência do fluído no escoamento realizado em ambientes específicos. Quanto maior a viscosidade de um produto, maior sua resistência para fluir (Chorilli, 2007). Nesta pesquisa, foram utilizados dois métodos para a medição da viscosidade de óleos para motores e industriais: Copo Ford e Brookfield. O Copo Ford é um viscosímetro de fácil manuseio, no qual a viscosidade está relacionada com o tempo de esvaziamento de um recipiente de volume conhecido, que tem um orifício de valor conhecido na sua base. Os orifícios que podem ser usados no viscosímetro, atendem às necessidades de medição de diferentes materiais (Barbosa e Rodrigues, 2004). O experimento realizado em laboratório teve por objetivo determinar a viscosidade do fluido através do viscosímetro Copo Ford, com o orifício escolhido, o material utilizado foi o óleo SAE 20w50, utilizado na lubrificação de motores, onde foram realizadas três analises e com um cronometro, o tempo de escoamento de cada fluido foi cronometrado. O ensaio realizado com o método de Copo Ford é considerado cinemático, devido ao manuseio controlado pelas mãos do operador (Barbosa e Rodrigues, 2004; Fujiwara et al., 2009; Almeida et al., 2016).

Da mesma forma, o segundo ensaio foi realizado, utilizando o método Brookfield, considerado dinâmico, devido ao seu resultado ser registrado diretamente no display do dispositivo, sem interferência do operador. O óleo utilizado neste ensaio foi o Óleo ISO VG-68, utilizado na lubrificação de máquinas industriais. O resultado da viscosidade se dá pela medida da deflexão da mola em relação a resistência ao cisalhamento do fluido (Oda e Júnior, 2001).

O estado líquido é simplesmente tratado como um estado de transição da matéria que não tem formato próprio apesar de ter volume próprio. Embora, este seja facilmente diferenciado em virtude de suas características e propriedades físicas, ele não é tão bem compreendido como o estado gasoso e sólido (Monteiro et al., 2013). À medida que as forças de coesão se tornam preponderantes, o espaço intermolecular diminui dificultando o movimento das moléculas e o material pode apresentar-se como líquido, ou até mesmo como sólido. A resistência que essas forças intermoleculares oferecem ao deslocamento de moléculas denomina-se viscosidade, fenômeno que se manifesta na resistência de um líquido ao escoamento (Sampaio et al.; Chorilli, 2007; Brock et al., 2008)

O viscosímetro do tipo copo Ford é utilizado frequentemente no controle de viscosidade cinemática de fluidos, sendo de fácil manuseio e utilização (para controlar a qualidade de tintas, vernizes, resinas, adesivos e lubrificantes, etc). O copo Ford é fornecido em inox, alumínio anodizado ou plástico com um conjunto de orifícios-padrão feitos de latão ou bronze polido (Barbosa e Rodrigues, 2004; Almeida et al., 2016). De acordo com a norma NBR 5849, ele deve ser calibrado utilizando no mínimo três óleos de viscosidade cinemática conhecida, de tal modo que, seja abrangida a faixa de medição do viscosímetro de 20s a 100s para amostras a 25°, comparando os desvios dos valores obtidos dos três óleos em relação aos valores de um gráfico ou equação padrão definida pela norma (Nbr 5849, 1986).

Neste viscosímetro, a viscosidade é calculada a partir do tempo que um volume fixo de líquido demora em escoar através de um orifício circular de diâmetro predefinido existente no fundo de um recipiente. Os orifícios de número 2, 3 e 4 são utilizados para medir líquidos de baixa viscosidade, os de número 5, 6, 7 e 8 para líquidos de maior viscosidade. Deste modo, um tempo maior é atribuído a um líquido mais viscoso (Barbosa e Rodrigues, 2004). A viscosidade assim determinada é chamada cinemática e sua unidade no Sistema Internacional é m2/s apesar de seu submúltiplo mm²/s ser mais usado.

Em suma, apesar de serem equipamentos do mesmo fabricante, as condições de medida são diferentes de um modelo para o outro. Resultados de viscosidade de um produto, medidos com viscosímetros de modelos distintos não podem ser comparados, pois o mesmo produto foi medido em condições diferentes de cisalhamento. Para solucionar o problema, deve-se medir produtos nas mesmas condições, ou seja: mesmo tipo de viscosímetro, com o mesmo sensor rotacionando na mesma velocidade.

2. Materiais e Métodos

2.1 Ensaio pelo método copo ford:

Para a realização das tarefas foram usados os seguintes materiais descritos na figura 1:

Figura 1: Copo Ford e Copo de Béquer.

Fonte: Fotos dos autores (2018).

Na figura 2, o cronômetro digital utilizado na aferição do tempo de escoamento e placas de vidro, necessário para a raspagem e nivelamento do óleo na borda do copo ford.