Relatório Brookfield

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CENTRO UNIVERSITÁRIO NEWTON PAIVA
FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS - FACET
CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
REOLOGIA DE FLUIDOS:
Viscosímetro de Brookfield
BELO HORIZONTE 
2014
REOLOGIA DE FLUIDOS: 
Viscosímetro de Brookfield
Relatório técnico apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina Fenômenos De Transporte, no Curso de Engenharia Ambiental, no Centro Universitário Newton Paiva.
Prof. Handerson Correa Gomes
BELO HORIZONTE, 25 DE MARÇO DE 2014
RESUMO
Neste estudo serão apresentadas técnicas de reologia dos fluidos realizadas no laboratório com a utilização do viscosímetro de Brookfield. A reologia é o ramo da mecânica dos fluidos que estuda as propriedades físicas que influenciam o transporte de quantidade de movimento num fluido.
Palavras-chave: viscosidade, reologia, viscosímetro.
SUMÁRIO
1	INTRODUÇÃO..............................................................................................	4
2	DESENVOLVIMENTO..................................................................................	5
2.1	OBJETIVO GERAL.......................................................................................	5
2.2	OBJETIVOS ESPECÍFICOS.........................................................................	5
2.3	METODOLOGIA............................................................................................	5
2.4	MATERIAIS...................................................................................................	6
2.5	PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS........................................................	6
2.6	RESULTADOS..............................................................................................	8
3	CONCLUSÃO...............................................................................................	9
REFERÊNCIAS.............................................................................................	10
1 INTRODUÇÃO
A viscosidade é a propriedade reológica que caracteriza os fluidos newtonianos. “A viscosidade é a medida da fricção interna de um fluido que resiste ao escoamento. A fricção torna-se aparente sempre que a camada do fluido se move em relação à outra. Quanto maior a fricção maior será a força necessária para provocar movimento, ao qual se chama shear. Fluidos muitos viscosos requerem maiores forças para se moverem que os fluidos menos viscosos”. (MONTENEGRO, 2012, pg.1)
A viscosidade de um fluido pode ser determinada de varias formas. No experimento realizado, utilizou-se o viscosímetro de Brookfield que consiste em medir a resistência que um fluido oferece as rotações do Spindle mergulhado no fluido a ser analisado, neste caso foram utilizados óleo automotivo e glicerina.
2 DESENVOLVIMENTO
2.1 OBJETIVO GERAL
Esta prática tem como objetivo determinar a viscosidade de dois fluidos, óleo e glicerina, com a utilização do viscosímetro do tipo rotacional (Brookfield) e aplicar as fórmulas relacionadas à viscosidade estudadas em aulas teóricas.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Conhecer as características reológicas dos fluidos analisados
Efetuar as leituras de deflexão da agulha ”ɵ”, de acordo com a rotação determinada, utilizando a barra de torção escolhida.
Verificar se os fluidos utilizados são fluidos Newtonianos
2.3 METODOLOGIA
No laboratório de fenômenos de transporte, foi determinar a propriedade reológica dos fluidos (óleo e Glicerina) dentro de um béquer utilizando o viscosímetro de Brookfield e fazer o cálculo da viscosidade dos mesmos.
2.4 MATERIAIS
Viscosímetro de Brookfield, modelo LVT
Óleo automotivo 20W50
Glicerina
Béquer
2.5 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
Neste experimento, a expressão µ= k() , onde () corresponde ao ângulo e K o valor medido em porcentagem será substituída pelo o número do coeficiente correspondente a cada valor de RPM. O Spindle 1 foi utilizado, para que a porcentagem de deflexão da agulha fosse inferior a 100%
Foram determinados os coeficientes conforme os valores de rotação por minuto e porcentagem. Esses valores são pré-estabelecidos conforme tabelas abaixo:
Óleo (20w50) automotivo
	Medições
	Rotação por minuto
	Valor em porcentagem ( %)
	Spindle
	1
	6
	28,5
	10
	2
	12
	57,5
	5
	3
	30
	Acima de 100
	2
	4
	60
	Acima de 100
	1
Tabela 1 – Dados do coeficiente e ângulo do óleo
Cálculo da viscosidade absoluta
µ= k( )
µ= (0502) (5) 
µ=2,51kg/MS
Cálculo da viscosidade cinemática
V = µ
 ρ
V= 2,51kg/ms
 782kg/m³
 V = 3,21x m²/s
Glicerina
	Medições
	Rotação por minuto
	Valor em porcentagem (%)
	Coeficiente
	1
	6
	6,0
	10
	2
	12
	12,5
	5
	3
	30
	34,5
	2
	4
	60
	70,0
	1
Tabela 2 – Dados do coeficiente e ângulo da glicerina
Calculou-se a viscosidade absoluta
µ= k( )
µ= (0,775)(1) 
µ=0,775kg/MS
Calculou-se a viscosidade cinemática
V = µ
 ρ
V= 0,775kg/ms
 1253 kg/m³
 V = 6,18 x m²/s
2.6 RESULTADOS
Os resultados das viscosidades, tanto para o óleo como para a glicerina, obtidos nas práticas no laboratório, foram comparados aos valores experimentais das viscosidades cinemáticas. Vale ressaltar que, que os valores das viscosidades apresentam diferentes valores, pois diferenciam de acordo com a temperatura ambiente. Sendo assim, segue um comparativo das viscosidades para os dois fluidos que foram analisados em laboratório.
	Substancia
	Temperatura (ºC)
	Viscosidade (cP)
	Óleo SAE 10
	
	65 (50 a 100)
	Óleo SAE 20
	
	125
	Óleo SAE 30
	
	200 (150 a 200)
	Óleo SAE 40
	
	319 (250 a 500)
	Óleo SAE 50
	
	540
	Óleo SAE 60
	
	1000 (1000 a 2000)
	Óleo SAE 70
	
	1600
Tabela 3: Viscosidade Dinâmica dos Fluídos.
O óleo e a glicerina utilizados na experiência são fluidos newtonianos?
Os sistemas Newtonianos e não-Newtonianos são duas categorias gerais dos materiais que depende de suas características de fluxo. O fluxo Newtoniano caracteriza-se por viscosidade constante, independentemente da velocidade do cisalhamento aplicada, enquanto o não-Newtoniano, por uma mudança na viscosidade, com o aumento da velocidade de cisalhamento. São exemplos de sistema Newtoniano o fato de espalharmos um baralho de cartas sobre a superfície de uma mesa. Sistemas não-Newtonianos podemos citar dispersões heterogêneas, sólidas e líquidas como dispersões coloidais, emulsões, suspensões líquidas, no caso de um produto farmacêutico, uma pomada. Sendo assim, os fluidos utilizados no levantamento são Newtonianos.
3 CONCLUSÃO
O experimento realizado pôde confirmar vários itens teóricos no estudo da viscosidade cinemática dos líquidos. Podem-se tomar medidas experimentais, efetuar cálculos e comparar junto aos dados achados na teoria. 
Em relação aos fluidos avaliados, os dados obtidos nos experimentos ficaram dentro dos limites aceitos para os teóricos, o que dá certa validade aos experimentos realizados e serve de base aos conceitos aprendidos.
Ressalta-se que a divergência de valores, pode ser explicada por: imprecisão no levantamento dos dados, erros e até mesmo por interferências externas (impureza do material avaliado, imprecisão no levantamento dos dados - uma vez que a observação das medidas foi realizada por diferentes pessoas no laboratório, a temperatura ambiente do dia, etc.). Porém, é possível concluir que, tais valores não foram discrepantes, incluindo-se na faixa de erro.
REFERÊNCIAS
BRUNETTI, Franco. Mecânica dos Fluidos. 2ª Edição – revisada: Pearson.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 10719: apresentação de relatórios técnico-científicos. Rio de Janeiro, 1989. 9 p.
VIEIRA, Rui Carlos de Camargo. Atlas de mecânica dos fluidos: fluidodinâmica. 1971 FOX, Robert W.; DONALD, Alan T. Mc. Introdução à mecânica dos Fluídos. 5° edição.