Os Fenômenos de Transporte

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3. Metodologia

3.1. Viscosímetro de Stokes

Mediu-se uma distância de 69 cm entre as duas marcações que foram tomadas como pontos inicial e final e foi marcado o tempo de queda das esferas imersas em glicerina. Foram usadas três esferas de diferentes diâmetro e massas: 0,82g com 0,6cm de diâmetro; 1,95g com 0,8cm de diâmetro; e 3,51g com 0,95cm de diâmetro.

Ao virar o tubo em 180 graus, as esferas começavam a descer. Com um cronômetro foi possível determinar o tempo que as esferas levaram para passar pelos pontos inicial e final. Mediu-se também a temperatura ambiente em que ocorreu o experimento.

Esse procedimento foi repetido cinco vezes para cada uma das três esferas que estavam dentro do tubo. Em caso de colisões entre as esferas durante o procedimento, a medida do tempo era descartada e uma nova medida era realizada.

3.2. Viscosímetro de Copo de Ford

Através de um densímetro imerso nos fluidos, mediu-se a densidade relativa dos dois fluidos que foram utilizados durante o experimento, glicerina e sabão líquido. Regulou-se os pés do suporte em que o copo de Ford estava apoiado para nivelar o copo.

Tampou-se o orifício no fundo do Copo de Ford, e adicionou-se o fluido lentamente, para que não houvesse a formação de espuma ou bolha dentro do copo. Depois de encher o copo, passou-se uma espátula de silicone sobre o copo para retirar o excesso de fluido.

Foi cronometrado o tempo a partir do momento em que se abriu o orifício no fundo do copo até o momento que houve a primeira descontinuidade do escoamento do fluido.

Esse procedimento foi realizado três vezes com a glicerina. Depois o copo de Ford foi lavado e enxugado para que pudéssemos realizar o mesmo experimento para o sabão líquido.

3.3. Viscosímetro de Hoppler

Mediu-se o tempo que uma esfera levou para passar pelo espaço delimitado por duas marcações já presentes no viscosímetro e a temperatura do banho em que estava imerso o tubo contendo glicerina. Foi usada uma esfera de 0,143506g e diâmetro 0,015m.

Para começar o experimento girou-se o viscosímetro em 180 graus, e então foi registrado o tempo que a esfera levou para percorrer entre o primeiro ponto demarcado até começar a passar pelo segundo ponto.

Esse procedimento foi feito cinco vezes e a temperatura do banho ao final do experimento também foi registrada.

3.4. Viscosímetro de Mac Michael

Mediu-se uma distância de 8 cm entre o tubo mais externo e o dinamômetro e colocou-se um gancho metálico para prender o dinamômetro ao braço do viscosímetro.

Com um tacômetro a velocidade de rotação do cilindro externo foi determinada e então ajustada para uma velocidade previamente determinada. As medidas entre os fundos e as laterais dos dois cilindros foram obtidas a partir do manual do próprio instrumento.

Depois de ajustar a velocidade e prender o gancho, o equipamento foi ligado e com o dinamômetro mediu-se a força de rotação para que o braço ligado ao cilindro não movesse. O fluido utilizado para este experimento foi o óleo SAE 460.

3.5. Rheo Viscosímetro

Ajustou-se o equipamento para um valor de densidade aproximada do fluido que foi utilizado e colocou-se uma massa na balança que possibilitasse uma boa medição do tempo. Depois, a trava de segurança foi ajustada para que o ponteiro do medidor estivesse o mais próximo possível do zero. Para cada fluido foi usado um copo de vessel específico no viscosímetro. O conjunto copo de vessel e o fluido foram mantidos em uma temperatura constante.

Para fazer a medida da densidade, girou-se a trava de segurança no sentido anti-horário e a partir deste momento foi iniciado o cronômetro que foi parado quando o ponteiro marcou trinta.

Aferiram-se quatro medidas para cada fluido utilizado. Neste experimento utilizaram-se dois fluidos diferentes: a água e a glicerina.

4. Resultados e discussão

4.1. Viscosímetro de Stokes

A partir dos dados coletados em laboratório foi construída a seguinte tabela:

Tempo (s)

Velocidade média (m/s)

Massa (g)

Diâmetro (m)

Densidade (kg/m)

t1

t2

t3

t4

t5

tMédio

Esfera Grande

3,00

3,15

2,88

2,94

2,93

2,98

0,23

3,51

0,0095

7818,8

Esfera Média

3,78

3,94

3,95

4,00

3,91

3,92

0,18

1,95

0,008

7273,9

Esfera Pequena

5,66

5,67

5,50

5,56

5,46

5,57

0,12

0,82

0,006

7250,4

Tabela 1: Dados