Prática para Determinação de Viscosidade

MEDIÇÃO DE VISCOSIDADE UTILIZANDO O VISCOSÍMETRO

HOPPLER BH2

OBJETIVO

Medir a variação da viscosidade dinâmica de um fluido em função da temperatura utilizando um viscosímetro de queda de esfera Hoppler BH2.

TEORIA

A viscosidade dos fluidos pode ser calculada de diferente modos. Pode ser  calculada, por exemplo, pelo tempo de escoamento do fluido em um tubo de dimensões conhecidas, como também pelo tempo de queda de um corpo (normalmente esférico) com características conhecidas através do fluido. Por definição, fluido é toda substância que se deforma continuamente quando sob tensões de cisalhamento. Além disso, quando os fluidos estão submetidos a esforços cisalhantes, apresentam valores diferentes de deformação. Surge assim a necessidade de classificá-los de acordo com esta característica, para viabilizar estudos e simulações. A viscosidade identifica os fluidos de acordo com o esforço necessário para causar sua deformação. Em outras palavras, é a relação entre a tensão cisalhante e a taxa de deformação. Um fluido muito viscoso exige grandes tensões para que se deforme. Alguns exemplos de fluidos viscosos são a graxa e a pasta de dente. Por outro lado, substâncias que escoam com facilidade possuem baixa viscosidade. Água, álcool, e gasolina são alguns exemplos.

EXPERIMENTO

Aparato Experimental

O viscosímetro HOPLLER BH2 utiliza o tempo de queda de uma esfera no líquido para determinação da viscosidade dinâmica. O parâmetro medido é o tempo de queda da esfera em um tubo cilíndrico preenchido com o líquido. Esse viscosímetro é geralmente usado para medir a viscosidade de líquidos Newtonianos. Para líquidos não-newtonianos, o viscosímetro fornece condições idênticas de valores de medida reproduzíveis que, em muitas instâncias, suprirá as necessidades do processo de medida industrial. O raio de ação do viscosímetro é constituído de várias esferas de diferentes dimensões e materiais. Dependendo do diâmetro da esfera selecionada, a exatidão da medição se situa no intervalo de 0.5 a 2%. O campo de medição varia de 0,6 a 80.000 mPa.s. O viscosímetro possui uma região no entorno do tubo onde fica o líquido a ser investigado onde circula um outro líquido para controle da temperatura. Um tubo de entrada e um tubo de saída permitem a alimentação e a drenagem do líquido de controle da temperatura. O intervalo de medição varia entre  -60  a  +150 °C.

[pic 1]

Procedimento Experimental

• A escolha das esferas é feita através da tabela abaixo. Um anel metálico facilita a diferenciação das esferas
• Alinhe o viscosímetro através do nível de água (coluna da base) utilizando os parafusos de ajuste (pé da base)
• Feche o tubo de queda (tubo central) na plataforma inferior com o uso de uma tampa seladora e do tampão. Encha com o líquido até mais ou menos 25 mm abaixo da borda superior. Introduza a esfera adequada empurrando-a para baixo. Certifique-se que não tenha nenhuma bolha de ar embaixo da esfera, pois esta afetaria o resultado.
• Controle a temperatura do fluido através da circulação de água aquecida pela resistência elétrica no viscosímetro.
• Tome nota dos tempos de queda entre as marcas no tubo do viscosímetro com um cronômetro.
• Calcule a viscosidade através equação fornecida.

N. da bola	φ (mm)	K (mPa.cm3.g-1)	Tempo mínimo de queda (s)	Tempo máximo de queda (s)	Alcance da medida (mPa.s)	Exatidão do valor absoluto (a 20 oC)
1	15,795	0,009	60	300	0,6 a 5	2,0
2	15,630	0,07	30	300	3 a 30	0,5
3	15,555	0,13	30	300	25 a 250	0,5
4	15,000	1,7	30	300	200 a 4800	1,0
5	13,995	10	30	300	1250 a 12500	1,0
6	10,000	37	30	300	7000 a 70000	1,5

[pic 2]

μ  - viscosidade dinâmica (mPa.s)

ρ1 - massa específica da esfera (g/cm3)

ρ2 - massa específica do líquido na temperatura de medição (g/cm3)

t   - tempo de queda da esfera (s)