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Universidade Paulista INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA CURSOS: ENGENHARIA CIVIL 5º SEMESTRE/ 2014. DISCIPLINA: QUÍMICA APLICADA PROFESSORA Ms: DULCELENA PERALIS EXERCÍCIOS SALA DE AULA LUBRIFICANTES 1) Qual a principal função de um lubrificante e quais são as funções secundárias R: Principal Função: diminuir o atrito Funções secundárias: isolante térmico; detergente; refrigeração; anticorrosão. 2) A partir dos valores de viscosidades dados abaixo para diferentes óleos lubrificantes, indique a correspondente classificação ISO VG. a) viscosidade a 40ºC = 1098 SSU VCC = 0,2158 * T VCC = 0,2158 * 1098 VCC = 236,9 cS Tabela ISO = ISO VG 220 b) viscosidade a 40ºC = 3360 SSU VCC = 0,2158 * T VCC = 0,2158 * 3360 VCC = 725 cS Tabela ISO = ISO VG 680 c) viscosidade a 40ºC = 488 cS Tabela ISO ISO VG 460 3) O índice de viscosidade (IV) mede a variação da viscosidade com a temperatura. IV à quanto maior o valor de IV de um óleo, menor será a variação da viscosidade desse óleo com a variação da temperatura. (menor será o efeito da temperatura sobre a viscosidade do produto). Analisando as duas situações acima, converta a viscosidade cinemática de SSU (Segundos Saybolt universal) para cS (centistoke), e determine numericamente qual lubrificante possui o maior índice de viscosidade. 1a situação escoamento do lubrificante A é de 1000 SSU e o lubrificante B de 750SSU a uma temperatura de 400C 2a situação após aumento da temperatura para 100 0C, o escoamento do lubrificante A passou para 80 SSU e o lubrificante B de 80 SSU 1000 SSU 750 SSU 80SSU 80SSU Resolução: VCC(a - 40ºC) = 0,2158 * T VCC(b - 40ºC) = 0,2158 * T VCC(a/b - 100ºC) = 0,2240∗T−( 185T ) VCC(a - 40ºC) = 0,2158 * 1000 VCC(b - 40ºC) = 0,2158 * 750 VCC(a/b - 100ºC) = 0,2240∗80−(18580 ) VCC(a - 40ºC) = 215,8 cS VCC(b - 40ºC) = 161,8 cS VCC(a/b - 100ºC) = 15,6 Óleo A : u = viscosidade a 40º C = 215,8 cS 100 ºC → viscosidade = 15,6 cS L = 317,5 cS Tabela L e H H = 158,6 cS IV (a )=( 317,5−215,8 317,5−158,6 )∗100 → IV (a) = 64,0 % Óleo B: u = viscosidade a 40º C = 161,8 Cs 100 ºC → viscosidade = 15,6 cS L = 317,5 cS Tabela L e H H = 158,6 cS IV (b)=( 317,5−161,8 317,5−158,6 )∗100 → IV (b) = 98% IV (A) = 64,0 % IV (B) = 98,0 % Maior IV = óleo B, portanto ele tem menor variação de viscosidade 4) Utilizando-se de um gráfico viscosidade x temperatura, represente qualitativamente as retas de um óleo de índice de viscosidade IV = 20 e de um óleo de índice de viscosidade IV = 90. Obs: Valores meramente ilustrativos, o conceito expresso é que a reta que tem a menor inclinação ( IV = 90) tem a menor variação de viscosidade. 5) O que são óleos graxos? Compare-os com os óleos minerais com relação a resistência a oxidação. R: Óleos Graxos são aqueles de origem animal e vegetal. Eles são menos resistentes à oxidação quando comparados aos óleos minerais. 6) Defina: a) ponto de fluidez: é a temperatura máxima que o óleo ainda escoa por gravidade b) ponto de névoa: é a temperatura na qual substâncias parafinicas, antes dissolvidas, começam a se cristalizar, turvando o óleo. c) ponto de combustão ou fire point: é a temperatura na qual o vapor do óleo aquecido, com a aproximação de uma chama, inflama-se por mais de 5s, isto é, entra em combustão. d) ponto de fulgor ou flash point: é a temperatura na qual o vapor do óleo aquecido, com a aproximação de uma chama, inflama-se momentaneamente, dá um lampejo. 7) A partir dos valores de viscosidade de um óleo A em função da temperatura, determine o índice de viscosidade Consulte as tabelas apropriadas. u = viscosidade a 40º C = 800 SSU VCC = 0,2158 * T VCC = 0,2158 * 800 → 172,6 cS 100º C → viscosidade = 70 SSU VCC=0,2240∗T−( 185 T ) VCC=0,2240∗70−(185 70 ) → 13,0 Cs → Tabela Le H L = 231,9 cS H = 121,5 cS IV=( L−u L−H )∗100 → IV=( 231,9−172,6 231,9−121,5 )∗100 IV = 53,7 % 8) Sobre graxa, responda: a) o que é? É um lubrificante Semi-sólido. b) do que é formada? É formada por fluido (óleo mineral ou sintético), espessante (sabão, argila) e aditivos. c) em que situação é usada com vantagens em relação aos lubrificantes líquidos? Ela é usada quando se deseja que o lubrificante fique fixo no local a ser lubrificado, possibilitando a formação de um selo protetor contra umidade e substâncias agressivas como a poeira e ácidos. 9) Explique como são obtidos os valores de U, L e H para o cálculo do IV IV = (L – U)x100 / (L – H) O “U” é o valor da viscosidade do óleo a 40ºC. “L e H” são valores tabelados encontrados através do valor da viscosidade da amostra a 100ºC. Temperatura (ºC) 40 60 80 100 Viscosidade (SSU) 800 300 150 70 10) A partir dos valores de viscosidade de um óleo A em função da temperatura: a) determine o índice de viscosidade b) classifique-o como óleo de base naftênica, mista, parafínica ou multiviscoso. Temperatura (ºC) 40 60 80 100 Viscosidade (SSU) 930 420 190 95 Consulte a tabela apropriada. A) u = viscosidade a 40º C = 930 SSU VCC = 0,2158 * T VCC = 0,2158 * 930 → 200,7 cS 100º C → viscosidade = 95 SSU VCC=0,2240∗T−( 185 T ) VCC=0,2240∗95−(185 95 ) → 19,3 Cs → Tabela Le H L = 462,7 cS H = 217,7 cS IV=( L−uL−H )∗100 → IV=( 462,7−200,7462,7−217,7 )∗100 IV = 106,9 % B) Multiviscoso : IV > 100% 11) Defina ponto de fluidez de um óleo lubrificante e escreva qual é a importância dessa característica física na escolha de um lubrificante adequado para temperaturas de trabalho baixas. É a temperatura máxima na qual o óleo ainda escoa por gravidade. Esse valor é importante para não colocarmos o óleo em temperaturas abaixo de seu ponto de fluidez, pois nesse caso ele não escoara mais, chegando a impedir o escoamentoda máquina. 12) Como a viscosidade se comporta com a temperatura? Que parâmetro é utilizado para indicar esse comportamento? A viscosidade aumenta com a diminuição da temperatura. O parametro usado é o IV = índice de viscosidade. 13) Em que se baseia a determinação da viscosidade no viscosímetro Saybolt? Se baseia na determinação do tempo de escoamento de 60 mL do óleo à determinada temperatura. 14) Viscosidade é a resistência que o óleo tem sobre si mesmo para movimentar. Um óleo mais viscoso tem maior resistência para movimentar entre as peças do motor, ou seja, escorre com mais dificuldade. Um exemplo de óleo “fino” é o 5W30, já o 20W50 é um óleo “grosso”. a) indique a classificação de viscosidade utilizada no texto acima. No texto é usada a classificação SAE b) explique o significado dessa classificação. Essa classificação indica aviscosidade do óleo a baixa e alta temperatura. c) o que é óleo grau de verão e grau de inverno? O óleo grau de verão é aquele cuja viscosidade se mantem em valores, a altas temperaturas, que não permite o rompimento da pelicula lubrificante. Oleo grau de inverno é aquele cuja viscosidade, em baixas temperaturas, mantem valores adequados para que o motor se movimente adequadamente, sua classificação SAE vem aocmpanhado da letra W (winter) 15) São conhecidos os seguintes dados para os óleos A, B e C. Qual dos óleos apresenta menor índice de viscosidade? Justifique. Óleo A Óleo B Óleo C Temperatura º C 40 90 40 90 40 90 Viscosidade (SSU) 187 62 165 87 140 98 Óleo A: 187 – 62 = 125 Óleo B: 165 – 87 = 78 Óleo C: 140 – 98 = 42 O óleo que apresenta o menor indice de viscosidade (IV) é o óleo A, pois tem a maior variação de viscosidade. FÓRMULA DE IV IV = (L – U) x100 / (L – H) VCC = VISCOSIDADE CINEMÁTICA CENTISTOKE (cS) E VISCOSIDADE SSU (segundos Saybolt universal) Para valores de SSU (T) de 34 até 115 = > VCC = 0,224 T - 185 / T Para valores de SSU (T) de 115 até 215 = > VCC = 0,223 T – 1,55 Para valores de SSU (T) acima de 215 = > VCC = 0,2158 T Classe de Viscosidade ISO Viscosidade (média) @40ºC(mm2/s) Limites de Viscosidade Cinemática @40ºC (mm2/s) mim. max. ISO VG 2 2,20 1,98 2,42 ISO VG 3 3,20 2,88 3,52 ISO VG 5 4,60 4,14 5,06 ISO VG 7 6,80 6,12 7.78 ISO VG 10 10,00 9,00 11.00 ISO VG 15 15,00 13.50 16.50 ISO VG 22 22,00 19,80 24.20 ISO VG 32 32,00 28,80 35.20 ISO VG 46 46,00 41,40 50.60 ISO VG 68 68,00 61,20 74,80 ISO VG 100 100,00 90,00 110,00 ISO VG 150 150,00 135,00 165,00 ISO VG 220 220,00 198,00 242,00 ISO VG 320 320,00 288,00 352,00 ISO VG 460 460,00 414,00 506,00 ISO VG 680 680,00 612,00 748,00 ISO VG 1000 1000,00 900,00 1100,00 ISO VG 1500 1500,00 1350,00 1650,00 ISO VG 2200 2200,00 1980,00 2420,00 ISO VG 3200 3200,00 2880,00 3520,00 Obs: 1 mm2 / s = 1 cS. TABELA DE VALORES DE L e H
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