Relatório 1 - Lab 1 OP e FT (Viscosidade)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS
ESCOLA DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS
LABORATÓRIO I FENÔMENOS DE TRANSPORTE E OPERAÇÕES UNITÁRIAS
Aula 1:
VISCOSIDADE
Goiânia,
2021
1. OBJETIVO
Verificar a influência de diferentes temperaturas e concentrações na
viscosidade do fluido.
2. RESULTADOS E DISCUSSÃO
A viscosidade é uma propriedade física que caracteriza a resistência que um
fluido oferece ao escoamento, sendo dependente da temperatura (TEIXEIRA, 2010).
Assim, a partir das medidas experimentais dos tempos de escoamento pelo tubo, é
possível determinar a viscosidade da água, do óleo de soja e do xarope de glucose
de milho.
Para estimar as viscosidades, foram calculadas a partir da equação a seguir:
µ = 118
𝑔.𝐷2(ρ
𝑆
−ρ
𝑓
)
𝑣
Onde,
g - gravidade = 9,81 𝑚/𝑠2
D - diâmetro médio das esferas = 2 cm = 0,02 m
ρs - densidade da esfera de vidro
ρf - densidade do fluido
v - velocidade média de queda das bolinhas ( )𝑣 = 𝐿∆𝑡
Dessa forma, os valores obtidos para viscosidade se encontram na Tabela 1.
Tabela 1. Viscosidade de diferentes fluidos obtidos a partir da densidade e
velocidade média de deslocamento de esfera de vidro pela água, óleo e Karo.
Fluido Densidade
( )𝐾𝑔
𝑚3
Velocidade
( )𝑚𝑠
Viscosidade
( )𝐾𝑔𝑚.𝑠
Referências
Água 997 9, 25 × 10−2 3,51 Handbook of
Chemistry and
Physics
Óleo de soja 920 6, 17 × 10−2 5,53 CEASA
Pernambuco
Xarope de 1440 1, 18 × 10−3 193,87 Gelson Luz
glucose de
milho (Karo)
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A esfera de vidro possui densidade de 2500 (BARBOZA, 2002).𝐾𝑔
𝑚3
A água foi o fluido que apresentou menor viscosidade, o que pode ser
atribuído a sua densidade que se apresenta próximo a 1000 , apresentando𝐾𝑔
𝑚3
menor resistência entre os fluidos estudados. Já o xarope de glucose de milho
(Karo) apresentou um fluido altamente viscoso, uma vez que demonstrou grande
resistência ao deslocamento da esfera de vidro, sendo tal fato responsável pela sua
maior densidade. Os resultados experimentais condizem com o esperado, uma vez
que quanto maior a viscosidade do líquido, mais tempo deverá levar o escoamento.
Brock, et al. 2008 determinou a viscosidade de diferentes tipos de óleos
vegetais em diferentes temperaturas, e para o óleo de soja à uma temperatura de
20ºC foi obtido uma viscosidade de 5.9 ou Pa.s . Ao comparar com o resultado𝐾𝑔𝑚.𝑠
obtido (5,53), observa-se uma pequena variação. Entretanto, ao comparar com os
valores da viscosidade da água, do Karo e óleo de soja obtidos na literatura (8,937
Pa.s; 0,04 Pa.s e 0,2 Pa.s; respectivamente), observa-se uma diferença, a qual10−4
pode ser explicada pelo método utilizado, equipamentos e condições do ambiente
de análise.
3. CONCLUSÃO
O experimento em questão permitiu-nos obter, através das equações, a
viscosidade de 3 (três) líquidos, baseados nas suas densidades e tempo necessário
para a queda da esfera de vidro pelo tubo.
A água, que teve o menor tempo de queda da bolinha (2 segundos), também
é a que tem o menor valor para a viscosidade (3,51 Kg / (m.s)), enquanto o xarope
de glucose de milho, que teve o maior tempo de queda da esfera (2 minutos e 37
segundos), é o exemplar com maior valor de viscosidade (193,87 Kg / (m.s)).
Com os resultados, é possível concluir que, quanto maior a densidade da
substância, maior será a viscosidade do líquido e a esfera de vidro levará mais
tempo para o escoamento pelo tubo.
4. REFERÊNCIAS
BARBOZA, A. C. R. N.; De Paoli, M. A. Polipropileno Carregado com
Microesferas Ocas de Vidro (Glass Bubbles™): Obtenção de Espuma Sintática.
São Paulo. Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol. 12, n° 2, p. 130-137, 2002.
BROCK, Josiane et al. Determinação experimental da viscosidade e condutividade
térmica de óleos vegetais. Food Science and Technology, v. 28, p. 564-570, 2008.
CEASA PERNAMBUCO. Especificação Técnica do Produto: Óleo de soja
refinado. Disponível em:
<https://www.ceasape.org.br/assets/repositorio/especificacao/14952127914004-oleo
.pdf>. Acesso em: 07 ago. 2021.
CATELAM, K. T; VERGANI, M. A. Estudo das propriedades reológicas do xarope de
cana bruto e flotado de acordo com o teor de sólidos solúveis (°Brix). Revista
Científica UNILAGO, São Paulo, v. 1, n. 1, 2014. Disponível em:
<http://www.unilago.edu.br/revista/edicaoatual/Sumario/2014/downloads/14.pdf>.
Acesso em: 07 ago. 2021.
GELSON LUZ. Densidade da Glucose de milho. Blog dos materiais. 2019.
Disponível em:
<https://www.materiais.gelsonluz.com/2019/04/densidade-da-glucose-de-milho.html
>. Acesso em: 07 ago. 2021.
GEANKOPLIS, C. J. Transport Processes and Unit Operations. 3 ed. Rio de
Janeiro, RJ: Prentice-Hall do Brasil.
Handbook of Chemistry and Physics, CRC press, Ed 64.
TEIXEIRA, Claudio V. Análise de emissões e desempenho de motores diesel
utilizando óleo diesel comercial, biodiesel de palma (B100) e misturas (Bx).
2010. Dissertação (Mestrado em Ciências em Engenharia Mecânica) - Instituto
Militar de Engenharia, Rio de Janeiro, 2010.