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Araraquara 2021 LUIZ SERGIO DE MARCHI JUNIOR PAULO RICARDO BARSAGLINI RONI LUCIANO PAULINO DORCE ENGENHARIA MECÂNICA VISCOSIDADE DE STOKES: Método de Stokes. Araraquara 2021 VISCOSIDADE DE STOKES: Método de Stokes. Trabalho de Atividade Prática em Grupo apresentado como requisito parcial para a obtenção de média semestral na disciplina de Fenômenos de Transporte para a Faculdade Anhanguera Educacional. Orientador: Profº Paulo Henrique Calvo. LUIZ SERGIO DE MARCHI JUNIOR PAULO RICARDO BARSAGLINI RONI LUCIANO PAULINO DORCE SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 3 2 OBJETIVO DA ATIVIDADE PROPOSTA ............................................................. 4 3 METODOLOGIA APLICADA ................................................................................ 5 4 EXPERIMENTO NO SIMULADOR ...................................................................... 6 5 RESULTADOS OBTIDOS – ROTEIRO DE CÁLCULO ........................................ 7 CONCLUSÃO ............................................................................................................ 16 REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 17 3 1 INTRODUÇÃO A proposta da atividade pratica 01 fornece ao acadêmico, condições para se calcular o coeficiente de viscosidade a partir do Método de Stokes. Assim, ao final dessa atividade prática será possível, diferenciar e encontrar a viscosidade dinâmica e a viscosidade cinemática de diferentes fluidos, determinar a velocidade terminal das esferas em queda livre nos fluidos, identificar as forças que atuam sobre um corpo em queda livre que se encontra imerso em um fluido e analisar um determinado sistema e identificar se a lei de Stokes pode ser utilizada para estimar a viscosidade do fluido. 4 2 OBJETIVO DA ATIVIDADE PROPOSTA O aluno sera capaz de compreender os conceitos relacionados ao cálculo do coeficiente de viscosidade a partir do Método de Stokes através de um ensaio de viscosidade virtual, com a utilização de esferas com diâmetros diferentes e fluidos distintos no viscosímetro. 5 3 METODOLOGIA APLICADA A atividade prática será dividida em duas etapas: inicialmente em relembrar os conceitos importantes para a realização da atividade e, em seguida, na segunda etapa, a realização do experimento de ensaio de viscosidade, utilizando o simulador, seguindo o roteiro. Ao término do experimento, em resultados obtidos, serão apresentados todo o roteiro de cálculo como resposta uma síntese dos resultados. 6 4 EXPERIMENTO NO SIMULADOR Nesta etapa, será realizado e experimento para o cálculo da viscosidade com cada fluido: água, óleo e glicerina. Para as esferas com diâmetros de: 5mm, 6mm, 8mm e 10mm. Na figura 1, é possível visualizar o simulador utilizado. Figura 1: Simulador para o viscosímetro de Stokes. Fonte: Unidade de Aprendizado (virtuaslab.net). Acesso em: 18 abr. 2021. 7 5 RESULTADOS OBTIDOS – ROTEIRO DE CÁLCULO 8 9 10 11 12 13 14 15 Na tabela 1 a seguir, é mostrada a síntese de todos os resultados dos cálculos encontrados para todas as esferas, fluidos e viscosidades. DIÂMETRO DA ESFERA [mm] FLUÍDO NO VISCOSIMETRO VISCOSIDADE CALCULADA [m²/s] 5 ÁGUA 0,00008016 6 0,00014028 8 0,00026025 10 0,00024048 5 GLICERINA 0,0006480 6 0,00079687 8 0,00007138 10 0,0002524 5 ÓLEO 0,00017957 6 0,00022446 8 0,00029180 10 0,00028377 Tabela 1: Resultados de todas as viscosidades. Fonte: O Autor (2021). 16 CONCLUSÃO Através da prática do experimento, foram de fato visíveis as diferenças de viscosidade conforme se trocava a esfera de aço, ou na troca do viscosímetro com fluido diferente, ou seja, a medida que aumentava o diâmetro da esfera se percebia uma resistência maior no fluido e consequentemente se obtinha uma viscosidade proporcional. Ficou bem claro que a água é o fluido menos viscoso, ao passo que, a glicerina o de maior viscosidade. Contudo, a prática foi de extrema importância para o acadêmico assimilar os conceitos teórico para o cálculo da viscosidade. Em consenso do grupo, foi observado que a prática propiciada em laboratório virtual, não deprecia a qualidade dos resultados em comparação com o laboratório presencial. 17 REFERÊNCIAS VIRTUASLAB. Laboratório Virtual da Viscosidade de Stokes para a Disciplina Fenômenos de Transporte. Disponível em: Unidade de Aprendizado (virtuaslab.net). Acesso em: 18 abr. 2021. SIMÕES, Roberto Marc Intyer. Livro Texto da Disciplina Fenômenos de Transporte. Londrina: Editora e Distribuidora Educacional S.A., 2017. VIDEO Aula. 1ª Aula Prática da Disciplina Fenômenos de Transporte. Disponível em: https://mdstrm.com/embed/5ea4623731bcd308e8af69da. Acesso em: 18 abr. 2021.
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