Experimentos: Coluna de Stokes e Copo Ford
Por: _nindja • 12/6/2016 • Relatório de pesquisa • 4.561 Palavras (19 Páginas) • 2.545 Visualizações
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Fenômenos de Transporte
Relatório de Aula em Laborátorio
Experimentos: Coluna de Stokes e Copo Ford
Grupo:
Emerson Antonio da Silva
Rene
Guilherme
Reginaldo
Rafael
Bonilha
Docente: Ms. Helena Cristina F. Carneiro
Sorocaba/SP
2014
Sumário:
- Objetivo
- Introdução
- Copo Ford
- Descrição experimental Copo Ford
- Procedimento Experimental
- Discussão Geral
- Dados experimentais e resultados
- Cálculos de Copo Ford
- Descrição experimental Coluna de Stokes
7.1 Material
7.2 Procedimento experimental
- Introdução teórica Coluna Stokes
- Cálculos das Esferas
- Dados Experimentais e Resultados
- Conclusão Coluna de Stokes
- Conclusão Copo Ford
- Bibliografia
1 - Objetivo:
Este relatório tem como finalidade demonstrar, através de formulas os cálculos que são feitos nos experimentos na aula pratica de laboratório de Fenômenos de Transporte através da coluna de Stokes e Copo Ford.
Realizamos este experimento com o objetivo de determinar a viscosidade da glicerina - que é um liquido viscoso, incolor, inodoro, higroscópico e com sabor adocicado. - isso utilizando dois métodos, o experimento com a coluna de Stokes e através do corpo Ford.
2 - Introdução
O objetivo deste trabalho é aplicar na prática métodos para determinar viscosidade de um líquido através do experimento da coluna de Stokes. Não temos, ainda, a pretensão de desenvolver nada baseando-nos neste experimento, porém nos mostra possibilidades de aplicação, e nos permite entender de forma mais clara um dos fundamentos de fenômenos de transporte. Este trabalho também nos permite ter uma noção muito boa da teoria, porém no desenvolvimento da experiência os resultados obtidos não foram de total satisfação devido a interferências no trabalho, mas que não compromete o resultado final.
Para determinação da viscosidade através da coluna de Stokes, adotamos alguns conhecimentos já estabelecidos.
O movimento de um corpo em um fluido onde a velocidade atinge um valor constante é dado por:[pic 2]
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Onde:
P = peso; Fa = força de arraste; E = empuxo.
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Com estes dados podemos definir a equação de equilíbrio das forças [pic 7][pic 8]
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Sabendo que:
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Podemos definir a equação:
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2.1 - Copo Ford
Para obter-se a viscosidade de uma substância fluida são utilizados viscosímetros, que para a presente análise utilizou-se um Copo Ford, que consiste em uma espécie de funil com pequeno orifício, de vários diâmetros, por onde o fluido escoa.
Copo Ford: é um viscosímetro de fácil manuseio, no qual a viscosidade está relacionada com o tempo de esvaziamento de um copo de volume conhecido que tem um orifício calibrado na sua base.
O princípio do Copo Ford consiste em utilizar a força da gravidade como força que criará a tensão de cisalhamento, e que a taxa de fluxo – tempo de escoamento – é proporcional à viscosidade cinemática equação.
Para realizar a devida medição existem diferentes tipos de copos Ford os quais recebem numerações diferentes para distingui-los dos demais esta numeração varia de 0 a 5. O volume de teste para todos os tipos de copos Ford é de 100 cm³. A diferença entre os tipos de copos Ford está no diâmetro do orifício. Copos Ford de menor numeração têm orifícios menores e são mais apropriados para líquidos pouco viscosos. Copos com maior numeração têm orifícios com maior diâmetro e são apropriados para fluidos mais viscosos.
2. 2 - Descrição experimental Copo Ford
Material
• Viscosímetro tipo Copo Ford (composto pelo copo com tripé, nível de bolha, placa de nivelamento e giclês n° 2, 3,4 e 5);
• 2 Béqueres de 600 ml cada um;
• Cronômetro;
• Termômetro (digital ou convencional);
• Amostra de Fluido Padrão;
• Papel toalha;
3 - Procedimento Experimental
1. Cada grupo deverá utilizar um viscosímetro tipo copo Ford;
2. Cada Grupo deverá receber 1 amostra de Fluido Padrão;
3. Nivelar o viscosímetro com o auxílio do nível de bolha;
4. Medir a temperatura do Fluido e anotar na tabela 2.1;
5. Preencher o copo com o Fluido, lembrando que o orifício dever ser fechado com o dedo, e remover o excesso com o auxílio da placa plana;
6. Liberar o orifício e disparar o cronômetro simultaneamente;
7. Anotar o tempo de escoamento na tabela 2.1;
8. Verifique se o tempo medido está dentro da faixa de tempo usual para o giclê escolhido, de acordo com os dados da tabela A.1; Se não está, troque o giclê.
9. Repetir o experimento por 5 vezes;
10. Calcular os valores da média do tempo , e incerteza σt (N=5) (completar a tabela 3);
11. Após as medições realizar os cálculos conforme as equações descritas na Tabela 2.2.
12. As incertezas devem ser calculadas usando as equações da última página.
4 - Discussão geral
A lei de Stokes é válida apenas para fluidos em regimes laminar. Um fluxo laminar é definido como uma condição onde as partículas do fluido se movem em caminhos suaves em formas de laminas ou linhas. Um regime de fluxo não laminar é conhecido como turbulento.
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