Lab. de Mecnica dos Fluidos 1

CENTCENTCENTCENTRO UNIVERSITRIO DO LESTE DE MIRO UNIVERSITRIO DO LESTE DE MIRO UNIVERSITRIO DO LESTE DE MIRO UNIVERSITRIO DO LESTE DE MINNNNAAAAS GERAISS GERAISS GERAISS GERAIS

LABORATRIO DE MECNICA DOS FLUIDOS

LABORATRIO DE MECNICA DOS FLUIDOSLABORATRIO DE MECNICA DOS FLUIDOS

LABORATRIO DE MECNICA DOS FLUIDOS

PRPRPRPRTICA 01 TICA 01 TICA 01 TICA 01 ---- VISCOSIMETRIAVISCOSIMETRIAVISCOSIMETRIAVISCOSIMETRIA

OBJETIVOSOBJETIVOSOBJETIVOSOBJETIVOS::::

Compreender os conceitos associados viscosidade do fluido e os mtodos de medio, familiarizando com as unidades usuais;

Medir a viscosidade cinemtica de lquidos usuais e determinar a viscosidade dinmica.

FUNDAMENTAO TERICAFUNDAMENTAO TERICAFUNDAMENTAO TERICAFUNDAMENTAO TERICA 1.1.1.1. INTRODUOINTRODUOINTRODUOINTRODUO

Viscosidade a resistncia interna de um fluido mudana de sua forma aos movimentos

internos de suas molculas, umas em relao s outras. A viscosidade de um fluido denota sua resistncia ao escoamento. O inverso viscosidade a fluidez, ou seja, a facilidade de escoamento. O mel, por exemplo, mais viscoso do que a gua.

Lei da Viscosidade de Newton:Lei da Viscosidade de Newton:Lei da Viscosidade de Newton:Lei da Viscosidade de Newton: O esforo de separao entre as molculas adjacentes no interior do fluido contido entre duas placas paralelas, distantes de dy e sobre um diferencial de velocidade du ou dv na direo perpendicular ao escoamento, expressa-se pela equao abaixo.

(1)

Onde: =F Fora tangencial, ou seja, paralela a superfcie do fluido =A rea da superfcie = Coeficiente de viscosidade dinmica ou absoluta

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=

dydu Gradiente de velocidade transversal ou taxa de deformao angular

= Tenso de cisalhamento entre as duas placas paralelas A viscosidade cinemtica ( ) a relao entre a viscosidade dinmica ( ) e massa especfica do fluido, ou seja:

= (2)

Unidades usuais:

Sistema internacional Sistema internacional Sistema internacional Sistema internacional (metro, quilograma massa; segundo) CGSCGSCGSCGS (centmetro, grama massa, segundo) Sistema TSistema TSistema TSistema Tcnicocnicocnicocnico (metro, quilograma fora; segundo)

SistSistSistSisteeeema Internacional (SI)ma Internacional (SI)ma Internacional (SI)ma Internacional (SI)::::

11112 === skgmTMLTFL ou )(. PIPouseuillesPa

1212 == smTL

CGSCGSCGSCGS::::

)(.. 2 PPoisecmsdyn = )(12 StStokescm =

SistemaSistemaSistemaSistema TcnicoTcnicoTcnicoTcnico (ST)(ST)(ST)(ST)::::

2..

= mskgf 12

= sm

Os viscosmetros determinam a viscosidade cinemtica atravs da medio do tempo de escoamento de um determinado volume do fluido sobre condies e instrumentos padronizados. No viscosmetro Saybolt Universal, a viscosidade obtida em SSU (Segundo Saybolt Universal), ela pode ser convertida em unidades usuais utilizando-se as seguintes equaes experimentais:

t

CtC 21 = (3)

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Sendo t o tempo de escoamento em segundos (SSU), que obtido depois que se multiplica o tempo registrado (T ) pelo fator de correo ( fc ) do recipiente.

Tfct .= (4)

Para a maioria dos lquidos usuais a viscosidade cinemtica dada em Stoke, com 0022,01 =C e 8,12 =C

tt

8,10022,0 = (5) A viscosidade dinmica pode ser obtida multiplicando-se a viscosidade cinemtica pela massa especfica do fluido ( = ), ou pode-se utilizar a equao que expressa a viscosidade dinmica em centipoise em homenagem a Poiseuille.

2000221,00337,0178,1

++= (6)

Onde a temperatura em graus Celsius (C). 2.2.2.2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTALPROCEDIMENTO EXPERIMENTALPROCEDIMENTO EXPERIMENTALPROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 2.1.2.1.2.1.2.1. Relao do material utilizadoRelao do material utilizadoRelao do material utilizadoRelao do material utilizado

Viscosmetro Saybolt Universal Cronmetro digital 100 ml de leo SAE 20 100 ml de glicerina Balo de vidro de 60 ml Becker de 100 ml Rolha com extrator Papel toalha, bucha e detergente para limpeza

2.2.2.2.2.2.2.2. Procedimento prticoProcedimento prticoProcedimento prticoProcedimento prtico

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Com o auxlio do papel toalha, da bucha e do detergente efetuar a limpeza do viscosmetro Saybolt Universal, do balo de vidro e do Becker;

Selecionar os recipientes adequados conforme o nvel de viscosidade (recipiente 3 ou 4) e tampar com a rolha o furo no fundo dos mesmos;

Virar o fluido a ser utilizado no Becker at a marca de 100 ml; Virar com o auxlio do becker o fluido nos recipientes de trabalho, observando para que

o mesmo no transborde; Ler a temperatura de ensaio no termmetro do viscosmetro; Com o cronmetro zerado retirar a rolha no fundo do recipiente, e quando pingar a

primeira gota de fluido no fundo do balo de vidro, ento disparar o cronmetro para determinar o tempo de escoamento at a marca de 60 ml do balo volumtrico;

Repetir o procedimento para dois diferentes tipos de fluidos; 3.3.3.3. RESULTADOSRESULTADOSRESULTADOSRESULTADOS

Preencher as tabelas de resultados obtidos abaixo:

TABELA 1 Dados conhecidos. DADOSDADOSDADOSDADOS FLUIDOFLUIDOFLUIDOFLUIDO

Temperatura do termmetro Furo utilizado Fator de correo Tempo de enchimento Densidade relativa Temp. de densidade relativa Massa especfica da gua

TABELA 2 Dados encontrados. DADOSDADOSDADOSDADOS FLUIDOFLUIDOFLUIDOFLUIDO

Viscosidade cinemtica Tempo corrigido Massa especfica Viscosidade dinmica

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EXERCEXERCEXERCEXERCCIOSCIOSCIOSCIOS Mostrar manualmente toda a memria de clculo dos seguintes exerccios: 1. Medir em SSU a viscosidade cinemtica dos lquidos usuais, segundo as amostras

apresentadas. 2. Verificar os fatores de calibrao e corrigir os valores encontrados no exerccio 1. 3. Obter a viscosidade cinemtica dos fluidos de ensaio no sistema CGS, SI e ST, aplicando as

equaes adequadas. 4. Determinar a viscosidade dinmica em centipoise e no SI. ObsObsObsObservaervaervaervaeseseses::::

Os exerccios devero ser feitos na prxima aula para discusso dos resultados junto ao professor (todos os alunos devero efetuar os clculos);

Logo aps efetuar os clculos, cada grupo dever entregar apenas um portflio com o roteiro colado no caderno e a memria de clculo (entregar na prxima prtica);

Todos devem assinar o portflio concordando com o que foi realizado obtido pelo grupo.

4.4.4.4. BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA BASTOS, Francisco de Assis A. Problemas de Problemas de Problemas de Problemas de MMMMecnica dos ecnica dos ecnica dos ecnica dos FFFFluidosluidosluidosluidos. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1983. 483p. FOX, R.W; MC DONALD, A.T.... Introduo Introduo Introduo Introduo MMMMecnica dos ecnica dos ecnica dos ecnica dos FluidosFluidosFluidosFluidos. Traduo : R.N.N.Koury, G.A. Campolina Frana. 5. ed. Editora Livros Tcnicos e Cientficos-LTC: Rio de Janeiro, 2001.... VENNARD, J.K. Elementos de Mecnica dos FluidosElementos de Mecnica dos FluidosElementos de Mecnica dos FluidosElementos de Mecnica dos Fluidos. Editora Guanabara Dois, Rio de Janeiro/RJ, 1978....