Mecanica dos fluidos

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      UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA

           "JÚLIO DE MESQUITA FILHO"

                                               CAMPOS DE GUARATINGUETÁ

Laboratório de Mecânica dos Fluidos

Professor:

Medidas de viscosidade e identificação de óleos SAE com diferentes viscosímetros

08 de abril de 2016

Guaratinguetá

Resumo

A partir do estudo dos fluidos e suas definições, foram utilizados três viscosímetros diferentes (viscosímetro de Hazen Willians, viscosímetro Hoppler e viscosímetro de Rotação de Estrutura) para obtenção de dados do óleo utilizado no experimento. A partir disso, foi traçada a curva tensão x deformação do óleo e foi determinada a viscosidade média do mesmo para cada viscosímetro utilizado, e foi feita uma análise dos resultados obtidos.

Introdução

Primeiramente, medimos a temperatura ambiente do laboratório e, analisamos três tipos de viscosímetros: Hazen Willians, Hoppler e Rotação de Estrutura, com isso, foi possível determinar a viscosidade cinemática e dinâmica do óleo e identificando-o baseado nas normas SAE.

O viscosímetro de Hazen Willians determina a viscosidade de fluidos newtonianos através da medida da velocidade (ou vazão) que circula em um tubo capilar sob a ação de uma diferença de pressão constante. No experimento foi realizado três medidas com diferentes vazões para se obter a viscosidade do fluido.

O viscosímetro Hoppler determina a viscosidade do fluido através da medida de tempo de queda de um corpo em um fluido após este corpo atingir a velocidade terminal de queda. E essa velocidade terminal de queda é alcançada quando a força peso se iguala à soma da força de empuxo e a força de arrasto (atrito com o fluido).

O viscosímetro de Rotação de Estrutura permite determinar a curva tensão deformação do fluido. No experimento, um corpo ficou girando imerso em um líquido e, nesse giro ocorre uma força contrária ao movimento, podendo determinar a velocidade de rotação e viscosidade aparente do fluido. Neste viscosímetro foram medidas as taxas de deformação com quatro velocidades diferentes. Com esses dados, foi possível determinar a curva tensão deformação do fluido e a viscosidade do óleo.

Para a identificação do óleo teve que ser calculada as viscosidades cinemática e dinâmica de cada um, com isso, utilizou o nomograma para conversões de viscosidade equivalentes à mesma temperatura. Identificando a viscosidade saybolt universal, observa-se no gráfico viscosity saybolt universal seconds x temperatura (Fahrenheit) o determinado óleo SAE.

Resultados

Viscosímetro de Hazen Willians

Dados:

Comprimento da tubulação: 1m
Diâmetro interno: 5mm
Volume de fluido: 3ml

Temperatura ambiente	Densidade relativa	Massa específica
24,0°C	0,88	880 Kg/m3

Medida	1	2	3
Δt (s)	133	87	63
H (mm)	56	74	99
Viscosidade (cP)	328,77	284,18	275,31
Média (cP)	296,09

Cálculo das viscosidades:

Viscosímetro Hoppler

Dados:

Densidade relativa do fluído 0,88

Massa especifica do fluido 880kg/m³ = 0,88g/cm³

Tempo de queda 205s

Constante da esfera 0,13001mPa*cm³/g

Massa especifica da esfera 8,133g/cm³

Cálculo da viscosidade:

Viscosímetro de Rotação de Estrutura

Dados:

Densidade relativa do fluido 0,886

Massa especifica do fluido 886kg/m³=0,886g/cm³

Constante do conjunto de cilindros 5,81 dina/cm²

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