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Viscosidade A viscosidade corresponde à resistência de um líquido em fluir (escoar) por uma superfície ou duto.
Não está diretamente relacionada com a densidade do líquido, que é a relação massa/volume.
Por exemplo, o óleo de soja utilizado para cozinhar é mais viscoso que a água, embora seja menos denso que esta.
Classificação dos viscosímetros1. Viscosímetro de escoamento do líquido2. Viscosímetro de cisalhamento (corpo imerso)
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1.1 Viscosímetro de orifício (Copo Ford)A viscosidade é medida pelo tempo que um volume fixo de líquido gasta para escoar através de um orifício.
Normalmente empregado para determinar viscosidade de tintas, adesivos, óleos lubrificantes, etc.
O copo Ford é fornecido com um conjunto de orifícios-padrão feitos de bronze polido.Os orifícios de número 2, 3 e 4 são utilizados para medir líquidos de baixa viscosidade, na faixa de 20 a 310 centistokes.Os de número 5, 6, 7 e 8 são usados para líquidos de viscosidade superior a 310 cst.
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Imagem de um viscosímetro de orifício ou de copo.
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Imagem de um viscosímetro de orifício com adaptadores de diferentes diâmetros de orifício.
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1.2 Viscosímetro capilar
A viscosidade é medida pela velocidade de escoamento do líquido através de um tubo capilar de vidro.
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μ1
μ2
ρ1. t1
ρ2 . t2
=
μ1 é a viscosidade do líquido em testeμ2 é a viscosidade do líquido referênciaρ1 é a densidade do líquido em testeρ2 é a densidade do líquido referênciat1 é o tempo de escoamento do líquido em testet2 é o tempo de escoamento do líquido referência
A viscosidade é obtida pela expressão:
onde:
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Imagem de um viscosímetro capilar tipo Cannon-Fenske.
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Algumas concepções do viscosímetro de escoamento capilar.
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2.1 Viscosímetro de esferaA viscosidade é medida pela velocidade de queda de uma esfera dentro de um líquido colocado em um cilindro vertical de vidro.
g, D, ρs, ρf e V são, respectivamente, a aceleração da gravidade, o diâmetro da esfera, a densidade da esfera, a densidade do fluido e a velocidade terminal de queda livre.
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Imagens de viscosímetros de esfera.
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2.2 Viscosímetro rotacional
A viscosidade é medida pela velocidade angular de uma parte móvel separada de uma parte fixa pelo líquido.
A parte fixa é, em geral, a parede do próprio recipiente cilíndrico onde está o líquido.
A parte móvel pode ser no formato de palhetas ou um cilindro.
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Imagem de um viscosímetro rotacional.
Parte fixa (recipiente) Parte móvel
(cilindro)
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Imagem de um viscosímetro rotacional.
Parte fixa (recipiente)
Parte móvel (cilindro)
Diferentes cilindros (de acordo com a viscosidade do líquido)
?
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2.3 Viscosímetro de ressonância
É praticamente um sensor de viscosidade.
Constitui um medidor de viscosidade em linha.
A parte ativa do sensor é uma haste de vibração, a qual é mantida em oscilação em sua frequência de ressonância por uma tensão elétrica constante.
A amplitude da vibração varia de acordo com a viscosidade do produto em que a haste está imersa.
Faixa de medição de 0,1-10 mPa.s a 1000-1.000.000 mPa.s
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Imagem de um viscosímetro de ressonância.
Detalhe da haste vibratória
?
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Imagem de um viscosímetro de ressonância com dispositivo de leitura.
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Viscosímetro capilar de linhaEmpregado para se determinar a viscosidade de líquidos em escoamento em regime laminar e hidro-dinamicamente desenvolvido.
Q, L, ∆P e D são, respectivamente, a vazão volumétrica, a distância entre as tomadas de pressão, a diferença de pressão e o diâmetro do tubo capilar.
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Medição de viscosidade em bioprocessos
• Parâmetro utilizado em cálculo de dimensionamento de tubo de espera de esterilizador contínuo
• Parâmetro utilizado em cálculo de dimensionamento de centrífugas para separação de células
• Parâmetro utilizado para a determinação de caracte-rísticas fluido-dinâmicas de meios (importância em transmissão de potência e agitação e aeração de meios de fermentação)
• Parâmetro utilizado em dimensionamento de tubulações e bombas para transferência de meios
• Medida utilizada para caracterizar formação de produtos em meios de fermentação (polímeros, p.e.)
- Viscosímetro rotacional