Laboratório Viscosidade Dinâmica

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Resumo

Sumário

1.        Introdução        1

2.        Objetivo        1

3.        Revisão Bibliográfica        1

4.        Materiais e Métodos        6

5.        Resultados e Discussões        7

6.        Conclusões e Sugestões        11

7.        Referências Bibliográficas        11

8.        Anexos        11

Lista de Figuras

Figura 1: Gráfico das velocidades experimentais e teóricas em função do raio das esferas imersas no óleo de silicone.        10

Figura 2: Gráfico das velocidades teóricas em função das velocidades experimentais desenvolvidas pelas esferas imersas no óleo de silicone.        10

Figura 3: Gráfico das velocidades experimentais e teóricas em função do raio das esferas imersas na glicerina.        11

Figura 4: Gráfico das velocidades teóricas em função das velocidades experimentais desenvolvidas pelas esferas imersas na glicerina.        11

Lista de Tabelas

Tabela 1: Medições no laboratório.        7

Tabela 2: Medições do tempo de queda das esferas na proveta com óleo de silicone.        8

Tabela 3: Medições do tempo de queda das esferas na proveta com glicerina.        8

Tabela 4: Dados de velocidade teórica e experimental para as esferas imersas no óleo de silicone        9

Tabela 5: Dados de velocidade teórica e experimental para as esferas imersas na glicerina        9

Tabela 6: Determinação da viscosidade dinâmica e cinemática na temperatura do experimento.        11

Tabela 7: Determinação do erro relativo (%) para a determinação da viscosidade dinâmica.        11

Tabela 8: Densidade da glicerina em soluções aquosas.        11

Tabela 9: Viscosidade de soluções aquosas de glicerina (Centipoises / mPa s)        11

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1. Introdução

2. Objetivo

3. Revisão Bibliográfica

Tensão de cisalhamento

Existem três estados físicos da matéria, sólido, líquido e gasoso (e também o plasma em temperaturas elevadas). Quando o material está no estado gasoso ou líquido ele pode ser denomidado fluído.Já o sólido só será definido como fluido se enquanto aplicada uma tensão de cisalhameno(ou tangencial) o material se deformar. (Cengel, 2007)

Para definir o que é tensão de cisalhamento tomemos como exemplo duas placas infinitas paralelas com uma distância b entre elas, uma que se move e outra que é fixa, sendo que o fluido se encontra totalmente preenchido entre os espaços dessas placas. Quando uma força P tangencial à superfície da placa móvel é aplicada num sentido positivo (placa sendo puxada para a direita), o fluido irá se deslocar juntamente com ela numa pequena distância δα , e a medida que isso acontece o fluido sofrerá uma deformação angular δβ, entretanto o fluido irá resistir a essa deformação, e isso é notado pois o fluido que está mais próximo da placa fixa, não sofre uma variação perceptível em  sua velocidade. (Munson).

A ilustração a seguir mostra como ocorre a deformação de um fluido, quando é aplicada uma força na placa móvel.

Figura 1:Comportamento de um fluido encontrado entre duas placas.

[pic 2]

(Munson)

Quando a força P é aplicada na placa superior, o fluido irá se deslocar com uma velocidae constante u.

[pic 3]

 

Há um gradiente de velocidade , e neste caso para uma velocidade linear esse gradiente é constante, pois será  .[pic 4][pic 5]

Num intervalo pequeno de tempo, δt, uma linha vertical AB no fluido rotacional um ângulo δβ, temos: (Munson)

[pic 6]

Como δα= [pic 7]

[pic 8]

Como δβ é em função da força P( pois é ela que determina U) e  do tempo , tomemos a variação de δβ com o tempo e definamos a taxa de deformação por cisalhamento,𝛾.

[pic 9]

No caso das placas paralelas essa deformação é dada por:

= [pic 10][pic 11]

É possível notar que á medida que essa força P aumenta, a tensão de cisalhamento também , ou seja são forças que agem diretamente proporcional.

τ                            e                                      τ[pic 12][pic 13]

A viscosidade é uma propriedade do fluido  de resistência a deformação do material quando ele  é submetido a uma tensão de cisalhamento. E também pode variar com a variação de temperatura.[pic 14]

 Desse modo é possível prever como alguns fluidos reagem, ou seja, que a tensão de cisalhamento é diretamente proporcional a viscosidade dinâmica do fluido e a sua deformação angular quando submetido a essa força de atrito. Fluidos que obedecem esta lei são chamados fluidos newtonianos. (Cengel, 2007)

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