Viscosidade Oleos Lubrificantes e Viscosimetros

Bruno Verly Martins Teixeira – Matrícula 2011104817-0Tatiana Tamashiro de Carvalho – Matrícula 2011104522-8

Rennan de Motta Bandeira de Mello – Matrícula 2006133351-4Erick Sousa Rebelo – Matrícula 2009201460-1

Rio de JaneiroAbril de 2011

Universidade Gama FilhoCoordenação do Curso de Engenharia MecânicaFenômenos do Transporte – MEC103 – Turma 403

VISCOSIDADE, ÓLEOS LUBRIFICANTES E VISCOSÍMETROS

Introdução

Este trabalho tem como propósito discorrer sobre óleos lubrificantes, viscosidade e viscosímetros, trazendo ainda dados sobre a experiência em laboratório realizada em 02/04/2011.

Capítulo I – Viscosidade

1.1) Viscosidade - Definição

1. Atributo ou condição do que é viscoso, viscidez;

2. Propriedade pela qual as partículas de uma substância aderem umas às outras

Ex: Este xarope tem pouca v.

3. Derivação por metonímiaCoisa viscosa

4. Rubrica: física dos fluidosResistência que um fluido oferece ao escoamento e que se deve ao movimento relativo entre suas partes; atrito interno de um fluido [Para os fluidos, a viscosidade é análogo à fricção].

Fonte: Dicionário Houaiss da língua portuguesa

Viscosidade é a propriedade associada a resistência que o fluido oferece a deformação por cisalhamento. De outra maneira pode-se dizer que corresponde ao atrito interno nos fluidos devido basicamente a interações intermoleculares, sendo em geral função da temperatura. É uma força volumétrica de atrito interno que aparece no deslizamento de camadas fluindo umas sobre as outras, dando origem a tensões tangenciais de cisalhamento. Com isso, o atrito interno impede ou oferece uma resistência ao escorregamento das partículas, umas sobre as outras.

É comumente percebida como a "grossura", ou resistência ao despejamento; e descreve a resistência interna para fluir de um fluido e deve ser pensada como a medida do atrito do fluido. Assim, a água é "fina", tendo uma baixa viscosidade, enquanto óleo vegetal é "grosso",

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tendo uma alta viscosidade. Todos nós temos uma idéia intuitiva de viscosidade, sabendo reconhecer um líquido mais ou menos viscoso; esta noção intuitiva é dada, por exemplo, pela maior ou menor facilidade com que um líquido escorre sobre uma superfície inclinada.

Pode-se afirmar também que é a propriedade dos fluidos correspondente ao transporte microscópico de quantidade de movimento por difusão molecular. Ou seja, quanto maior a viscosidade, menor será a velocidade em que o fluido se movimenta.

Fluidos com composições variadas, como mel, podem ter uma grande variedade de viscosidades.

1.2) Lei de Newton da viscosidade

Newton realizou o experimento das duas placas planas e verificou que, ao aplicar a força F na placa superior (móvel), esta era inicialmente acelerada até adquirir uma velocidade constante. Isto permitiu concluir que o fluido aplicava a placa uma força contrária ao movimento e de mesma intensidade. Após a realização de vários experimentos, chegou a seguinte equação:

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Onde: t = Tensão de cisalhamento;m = Viscosidade absoluta ou dinâmica;dV/dy = Gradiente de velocidade.

1.3) Escoamento viscoso e não viscoso

O escoamento não-viscoso é aquele que podemos desconsiderar os efeitos da viscosidade, pois os mesmos não influenciam significativamente no escoamento. É caracterizado como escoamento de fluido ideal ou perfeito.

Já o escoamento viscoso é aquele cujo qual os efeitos da viscosidade são importantes para o estudo, e não podem ser desprezados. É chamado também de escoamento real.

1.4) A relação entre a viscosidade e a temperatura nos gases e nos líquidos

A viscosidade desempenha nos fluidos o mesmo papel que o atrito nos sólidos. Este conceito é encontrado em problemas de escoamento de fluidos e tratado como uma medida da resistência que um fluido oferece a uma força de cisalhamento aplicada.

Para apresentar a explicação da causa microscópica da força de viscosidade, consideramos um fluido em movimento. Enquanto as

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moléculas de um fluido em repouso movem-se em todas as direções com igual probabilidade, as moléculas de um fluido em movimento terão preferência de orientar suas velocidades no sentido do fluxo, com velocidade média de arraste coincidindo com a velocidade do fluido. Num fluido ideal as moléculas são consideradas esferas rígidas e, por hipótese, não exercem forças umas nas outras exceto nas colisões elásticas. Como conseqüência, deveríamos esperar que uma força de cisalhamento exercida sobre uma camada superficial de fluido, seja para colocá-lo em movimento, seja pela presença de um meio sólido em torno do qual escorre, não pudesse ser transmitida para as suas camadas mais internas.

Entretanto, ao passar de uma para outra camada do fluido, uma molécula transfere momentum entre essas camadas, pois sai de uma camada que tem uma certa velocidade de arraste e chega a outra com velocidade de arraste diferente. A transferência de momentum ocorre devido à colisão da molécula transferida com uma molécula da camada de chegada e sua conseqüente captura por esta camada.

O resultado final da passagem ao acaso das moléculas entre as camadas do fluido é diminuir a velocidade média das moléculas da camada que se move mais rapidamente e aumentar a da camada que se move mais lentamente.

A origem da viscosidade dos fluidos pode ser representada por uma analogia conhecida. Dois trens estão se movendo no mesmo sentido, com velocidades diferentes, sobre trilhos paralelos e os passageiros saltam de um trem para o outro. Quando um passageiro salta do trem mais veloz para o trem mais lento, ele transporta um momentum m.Dv, onde m é a sua massa e v a diferença de velocidade entre os trens. Transferindo esse momentum para o trem mais lento, este passageiro tende a apressá-lo. Analogamente, um passageiro que pula do trem mais lento para o mais o mais rápido tende a atrasá-lo. O resultado líquido de um número muito grande de saltos é uma tendência a igualar as velocidades dos dois trens. Um observador, tão afastado que não pudesse ver os passageiros saltando, consideraria este resultado como uma conseqüência de uma força de atrito entre os trens.

Conhecida a origem da força de viscosidade, sabemos agora que, quando um fluido escoa sobre uma superfície plana fixa, a camada de fluido adjacente à superfície mantém-se imóvel e as camadas seguintes têm velocidades progressivamente maiores. A força de atrito, F, que resiste ao movimento relativo de duas camadas adjacentes quaisquer, é proporcional à área entre elas, A, e o gradiente de velocidade entre as mesmas, distantes de z, igual a dv/dz.

F = h.A.(dv/dz)

A constante de proporcionalidade, h, é chamada de coeficiente de viscosidade. A Equação acima expressa a lei do escoamento viscoso de Newton.

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A viscosidade de um fluido ideal à temperatura T pode ser expressa em termos de suas propriedades microscópicas como

h = (2/3.p3/2).(m.k.T)1/2/d2

onde m é a massa e d o diâmetro molecular.

A Equação acima indica que a viscosidade aumenta com a raiz quadrada da temperatura T. O aumento da viscosidade com a temperatura é confirmado pela experiência, mas a dependência é mais forte do que a prevista por uma lei da forma T1/2. Isto ocorre porque as moléculas não são realmente esferas rígidas, ou seja, as colisoes por elas sofridas não são perfeitamente elásticas. quanto maior a temperatura, mais rapidamente as moléculas se movem e, portanto, mais profundamente uma molécula penetra no campo de força da outra antes de ser repelida. Neste processo há perda de energia cinética de translação, isto é, as moléculas são freadas. Isto resulta em um aumento adicional da viscosidade sobre aquele resultante da transferência de momentum por colisões elásticas entre as moléculas.

Consideremos agora uma esfera que se move com uma velocidade pequena dentro de um fluido em repouso. Ela sofre uma força retardadora que depende da velocidade. Esta força é proporcional à viscosidade do fluido, h, à velocidade, v, e ao raio da esfera, r,

F = - 6 p.h.r.v

O sinal negativo indica que a força é retardadora.

Capítulo II – Óleos lubrificantes

Os óleos lubrificantes, óleos de motor, ou óleos para motor, são substâncias utilizadas para reduzir o atrito, lubrificando e aumentando a vida útil dos componentes móveis dos motores.

2.1) Tipos

Os óleos lubrificantes podem ser de origem animal ou vegetal (óleos graxos), derivados de petróleo (óleos minerais) ou produzidos em laboratório (óleos sintéticos), podendo ainda ser constituído pela mistura de dois ou mais tipos (óleos compostos).

2.2) Composição

A origem dos óleos lubrificantes usados é bastante diversificada e suas características podem apresentar grandes variações, e nesse ponto é

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interessante que se faça uma distinção entre os óleos usados de aplicações industriais e os de uso automotivo.

Os óleos usados contêm produtos resultantes da deterioração parcial dos óleos em uso, tais como compostos oxigenados (ácidos orgânicos e cetonas), compostos aromáticos polinucleares de viscosidade elevada, resinas e lacas. Além dos produtos de degradação do básico, estão presentes no óleo usado os aditivos que foram adicionados ao básico, no processo de formulação de lubrificantes e ainda não foram consumidos, metais de desgaste dos motores e das máquinas lubrificadas (chumbo, cromo, bário e cádmio) e contaminantes diversos, como água, combustível não queimado, poeira e outras impurezas. Pode conter ainda produtos químicos, que, por vezes, são inescrupulosamente adicionados ao óleo e seus contaminantes característicos.

Os óleos usados são constituídos de moléculas inalteradas do óleo básico, produtos de degradação do óleo básico; contaminantes inorgânicos; água originária da câmara de combustão (motores), ou de contaminação acidental; hidrocarbonetos leves (combustível não queimado); partículas carbonosas formadas devido ao coqueamento dos combustíveis e do próprio lubrificante e ainda outros contaminantes diversos.

A origem dos óleos lubrificantes usados é bastante diversificada e suas características podem apresentar grandes variações, e nesse ponto é interessante que se faça uma distinção entre os óleos usados de aplicações industriais e os de uso automotivo e as respectivas formas possíveis de reciclagem.

 Óleos Industriais

Os óleos industriais possuem, em geral, um baixo nível de aditivação. Nas aplicações de maior consumo, como em turbinas, sistemas hidráulicos e engrenagens, os períodos de troca são definidos por limites de degradação ou contaminação bem mais baixos do que no uso automotivo. Por outro lado, a maior variedade de contaminantes possíveis nos óleos usados industriais dificulta a coleta para a finalidade de re-refino em mistura com óleos automotivos.

Uma parte dos óleos utilizados em muitas aplicações industriais são emulsões (óleos solúveis), nas quais existem gotículas de óleo finalmente dispersas na fase aquosa. Através do uso de emulgadores, obtem-se emulsões estáveis usadas industrialmente numa série de aplicações, como usinagem.

As emulsões à base de óleo mineral em uso devem ser trocadas depois de determinados períodos, devido a uma crescente degradação microbiana e contaminação com produtos estranhos.

 Óleos Automotivos

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Nas aplicações automotivas, tanto os níveis de aditivação quanto os níveis de contaminantes e de degradação do óleo básico são bem mais elevados do que nas aplicações industriais.

A maior parte do óleo usado coletado para re-refino é proveniente do uso automotivo. Dentro desse uso estão os óleos usados de motores à gasolina (carros de passeio) e motores diesel (principalmente frotas). As fontes geradoras (postos de combustíveis, super trocas, transportadoras, etc.) são numerosas e dispersas, o que, aliado ao fator das longas distâncias, acarreta grandes dificuldades para a coleta dos óleos lubrificantes usados. Alguns fatores contribuem para que a carga do processo de re-refino e, mais especificamente, a carga da etapa de acabamento, sejam uniformes:

a carga do re-refino sofre, normalmente, uma homogeneização prévia ao processamento, para evitar oscilações de rendimentos e condições de processo;

as etapas de destilação e/ou desasfaltamento restringem o conteúdo de frações leves e de componentes de alto peso molecular, inclusive produtos de oxidação, restringindo a faixa de destilação e, indiretamente, a composição da carga da etapa de acabamento.

2.3) Utilização

Podemos enumerar as funções que o óleo lubrificante desempenha dentro de um motor de acordo com os seguintes tópicos abaixo:

Lubrificar - A função primária do lubrificante é formar uma película delgada entre duas superfícies móveis, reduzindo o atrito e suas conseqüências, que podem levar à quebra dos componentes.

Refrigerar - O óleo lubrificante representa um meio de transferência de calor, "roubando" calor gerado por contato entre superfícies em movimento relativo. Nos motores de combustão interna, o calor é transferido para o óleo através de contatos com vários componentes, e então, para o sistema de arrefecimento de óleo.

Limpar e manter limpo - Em motores de combustão interna especialmente, uma das principais funções do lubrificante é retirar as partículas resultantes do processo de combustão e manter estas partículas em suspensão no óleo, evitando que se depositem no fundo do cárter e provoquem incrustações.

Proteger contra a corrosão - A corrosão e o desgaste podem resultar na remoção de metais do motor, por isso a importância dos aditivos anticorrosivo e antidesgaste.

Vedação da câmara de combustão - O lubrificante ao mesmo tempo que lubrifica e refrigera, também age como agente de vedação, impedindo a saída de lubrificante e a entrada de contaminantes externos ao compartimento.

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2.4) Índice de viscosidade, ponto de fluidez e ponto de fulgor

Índice de viscosidade (IV):

A resistência que um produto de petróleo apresenta para modificar sua viscosidade com a variação de temperatura é indicada na prática por um simples número adimensional chamado de Índice de Viscosidade, ou simplesmente IV, cujo cálculo é baseado nas medidas da viscosidade cinemática às temperaturas de 40º C e 100 º C. Quanto mais alto o IV, menor o efeito da temperaturasobre a viscosidade do produto.

A Norma Brasileira NBR 14358 de 2005, baseada no método ASTM 2270, indica toda a metodologia para se obter o IV de um produto, através de tabelas padronizadas que indicam os parâmetros adotados pelo método em questão.

Para efeito de composição das tabelas para o cálculo do IV, foram tomados como referência dois óleos básicos padrões: um proveniente da Pensilvânia e outro do Golfo do México, aos quais foram conferidos os valores arbitrários de 0 (zero) e 100 (cem) respectivamente para os seus IVs. A partir daí, elaborou-se uma tabela com os valores de viscosidade a 40º C dos dois óleos básicos medidos em centistokes ou milímetro quadrado por segundo. Para o óleo com IV=0, esses valores situam-se na coluna nomeada pela letra L e para o óleo com IV=100 esses valores estão na coluna denominada pela letra H. A tabela apresentada só é aplicada a produtos de petróleo com viscosidade cinemática entre 2 cSt e 70 cSt. Se chamarmos pela letra U a viscosidade cinemática em cSt. a 40ºC do produto cujo IV se deseja calcular, o cálculo do IV será dado pela seguinte equação:

Exemplo: Para se determinar o Índice de Viscosidade de um óleo com os dados abaixo:

Viscosidade a 40º C = 73,3 cSt.viscosidade a 100º C = 8,86 cSt.

Da tabela (por interpolação) temos: L = 119,94 e H = 69,48

Substituindo na equação e arredondando o resultado para o número inteiro mais próximo, tem-se:

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Se a viscosidade cinemática a 100º C for superior a 70 cSt, determinar o valor de L de acordo com a seguinte equação: L = 0,8353 Y2 + 14,67 Y-216;

e o valor de H pela equação H = 0,1684 Y2 + 11,85 Y – 97,

onde Y é a viscosidade cinemática, em centistokes a 100º C, do produto cujo índice de viscosidade se deseja calcular. Para óleos com IV maior ou igual a 100, o índice de viscosidade deverá ser calculado pela seguinte fórmula:

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Ponto de fluidez:

O ponto de mínima fluidez (às vezes chamado apenas de ponto de fluidez) é a temperatura em que o óleo deixa de fluir sob a força da gravidade. Usualmente ocorre a partir dos 0°C e pode chegar a -50°C.

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É uma característica associada à operação do óleo lubrificante a baixas temperaturas. Estas baixas temperaturas são encontradas no Brasil em sistemas de refrigeração e a operação de veículos (empilhadeiras, por exemplo) em câmaras frigoríficas.

Em outras aplicações do óleo lubrificante no Brasil, insistir num baixo ponto de mínima fluidez é contraproducente e contribui para elevar o custo do lubrificante (óleos básicos específicos, aditivos abaixadores de ponto de mínima fluidez).

Um caso que exige lubrificantes com baixo ponto de fluidez são veículos exportados para regiões de clima frio. Nesse caso devem ser abastecidos aqui com lubrificantes adequados, fornecidos sob especificação dos fabricantes de lubrificantes.

Uma situação muitas vezes não levada em consideração é que num sistema de refrigeração o que determina o ponto de mínima fluidez do óleo necessário é a temperatura no evaporador do sistema de refrigeração. Um óleo com ponto de mínima fluidez inadequado pode ter a sua viscosidade excessivamente elevada e haver a separação de cristais de parafina para então se acumular no evaporador, em vez de circular com o meio refrigerante. O resultado será a obstrução da circulação do meio refrigerante e conseqüente falha de refrigeração.

Por isso, para óleos de refrigeração, são formulados com óleos básicos naftênicos, com ponto de mínima fluidez adequado. Aditivos abaixadores de ponto de mínima fluidez podem ser empregados em óleos de motor ou engrenagens, por exemplo, mas não em óleos para refrigeração.

Uma nota: ao contrário da crença geral, óleo não congela no sistema de refrigeração. Congelar significa mudar de estado físico. Água congela e vira gelo, óleo não. Óleo apenas tem a sua viscosidade excessivamente elevada pela baixa temperatura impedindo a sua circulação, criando uma situação parecida com o congelamento.

Outros óleos lubrificantes, tais como do motor, engrenagens e hidráulicos, são elaborados com óleos básicos parafínicos, que naturalmente apresentam alto ponto de mínima fluidez quando comparados com os óleos básicos parafínicos. Para que circulem rapidamente sob condições de baixa temperatura, principalmente durante a partida do motor, são dotados de aditivos abaixadores de mínima fluidez que reduzem o crescimento de cristais de parafina a baixa temperatura, facilitando assim a rápida circulação do óleo durante a partida.

Ponto de fulgor:

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É definido como sendo a temperatura na qual o fluido desprende vapores combustíveis.

O método consiste em aquecer o óleo monitorando a temperatura. Uma chama é posta em contato com os vapores desprendidos do óleo até que ocorra um lampejo "flash”, neste momento é lida a temperatura.

O objetivo é detectar a contaminação do óleo original especificado para o sistema, por outro fluido qualquer, pois sendo o ponto de fulgor uma característica intrínseca ao produto, uma vez ele variando estará clara a contaminação.

É um teste largamente utilizado para lubrificantes de motores a combustão interna, pois a queda do ponto de fulgor indica a contaminação do lubrificante pelo combustível.

2.5) Sistemas de classificação: SAE e API

A viscosidade dos óleos de motores varia com a temperatura e a pressão. A especificação SAE (Society of Automotive Engineers) indica o comportamento do óleo sob baixa e alta temperatura, que são as condições de partida do motor e de temperatura de operação normal. O primeiro número é sempre seguido da letra W, e indica a viscosidade do óleo sob baixa temperatura. O segundo número indica a viscosidade do óleo em temperaturas elevadas. O óleo SAE 10W-40, por exemplo, tem uma viscosidade não maior que 7000 cp, mesmo se a temperatura inicial de partida do motor for de -25 °C e uma viscosidade não menor que 2.9 cp sob alta pressão e próximo à temperatura de superaquecimento do motor (150 °C).

Classificação SAE: estabelecida pela Sociedade dos Engenheiros Automotivos dos Estados Unidos, classifica os óleos lubrificantes pela sua viscosidade, que é indicada por um número. Quanto maior este número, mais viscoso é o lubrificante e são divididos em três categorias:

Óleos de verão: SAE 20, 30, 40, 50, 60; Óleos de inverno: SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W; Óleos multiviscosos (inverno e verão): SAE 20W-40, 20W-50, 15W-

50.

Observação: a letra "W" vem do inglês "winter", que significa inverno.

Classificação API: desenvolvida pelo Instituto Americano do Petróleo, também dos Estados Unidos da América, baseia-se em níveis de desempenho dos óleos lubrificantes, isto é, no tipo de serviço do qual a máquina estará sujeita. São classificados por duas letras, a primeira indica o tipo de combustível do motor e a segunda o tipo de serviço.

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Os óleos lubrificantes para motores a gasolina e álcool e GNV (Gás natural veicular) de 4 tempos atualmente no mercado são apresentados na tabela abaixo. O óleo SJ é superior ao SH, isto é, o SJ passa em todos os testes que o óleo SH passa, e em outros que o SH não passa. O Óleo SH por sua vez é superior ao SG, assim sucessivamente. Os óleos lubrificantes para motores a gasolina 2 tempos, como os usados em motosserras, abrangem 3 níveis de desempenho: API TA, TB e TC.

A classificação API, para motores diesel, é mais complexa que para motores a gasolina, álcool e GNV, pois devido às evoluções que sofreu, foram acrescentados números, para indicar o tipo de motor (2 ou 4 tempos) a que se destina o lubrificante.

Capítulo III – Viscosímetros

3.1) Tipos

Existem quatro tipos básicos de viscosímetros:

1. Viscosímetro capilar. A viscosidade é medida pela velocidade de escoamento do líquido através de um capilar de vidro. É medido o tempo de escoamento do líquido entre duas marcas feitas no viscosímetro. A figura 4 apresenta 3 tipos de viscosímetro capilar.

2. Viscosímetro de orifício. A viscosidade é medida pelo tempo que um volume fixo delíquido gasta para escoar através de um orifício existente no fundo de um recipiente.

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3. Viscosímetro rotacional. A viscosidade é medida pela velocidade angular de uma parte móvel separada de uma parte fixa pelo líquido. Nos viscosímetros de cilindros concêntricos, 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. Nos viscosímetros de cone-placa, um cone é girado sobre o líquido colocado entre o cone e uma placa fixa (figura 5).

4. Viscosímetro de esfera. A viscosidade é medida pela velocidade de queda de uma esfera dentro de um líquido colocado em um tubo vertical de vidro. É medido o tempo que uma esfera gasta para percorrer o espaço entre duas marcas feitas no viscosímetro (figura 5).

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3.2) Esquema de funcionamento e utilização:

Um viscosímetro do tipo Brookfield é muito popular pela facilidade de manuseio. A Figura 06 abaixo mostra um viscosímetro Brookfield e seus vários "spindles" (junto à base, à direita na figura), cada  um apropriado para medir a viscosidade de fluidos em uma faixa específica: os de menor diâmetro, as maiores viscosidades; os de maior diâmetro, as menores viscosidades.

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Figura 06. Viscosímetro Brookfield

Os viscosímetros do grupo secundário inferem a razão entre a tensão aplicada e a taxa de deformação por meios indiretos, isto é, sem medir a tensão e deformação diretamente. Nesta categoria estão o viscosímetro capilar, no qual a viscosidade é obtida por meio da medida do gradiente de pressão de um escoamento laminar em um tubo e o viscosímetro de Stokes, onde ela é determinada através de medições do tempo de queda livre de uma esfera através de um fluido estacionário, veja representações esquemáticas na Fig. 07.

Figura 7

No viscosímetro capilar, Q, L, DP e D são, respectivamente, a vazão volumétrica, a distância entre as tomadas de pressão, a diferença de pressão e o diâmetro do tubo capilar, respectivamente. Esta relação aplica-se para um escoamento de Poiseuille, isto é, um escoamento em regime laminar e hidrodinâmicamente desenvolvido.No viscosímetro de Stokes as variáveis: g, D, rs, rf e V são, respectivamente, a aceleração da gravidade, o diâmetro da esfera, a

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densidade da esfera, a densidade do fluido e a velocidade terminal de queda livre, isto é, a razão entre a distância L e o intervalo de tempo Dt. Esta relação aplica-se somente para esferas em queda livre em meio infinito, com Reynolds menores do que 1.

Figura 08. Esquema de viscosímetros secundários (da Apostila de Medição de Viscosidade, EM 746, FEM).

Capítulo IV – Descrição sumária da experiência laboratorial

4.1) Óleo testado: Texaco Ursa LA3, SAE 40, API CF – amostra: 60 ml.

4.2) Equipamento utilizado: Viscosímetro Saybolt ASTM D-88, termômetro, cronômetro

4.3) Principais passos para a realização da experiência

A amostra de óleo supra citada foi colocada no viscosímetro em questão, com o intuito de se aferir o tempo que o fluido levou para escoar em detrimento da temperatura indicada no equipamento. Foram tomadas três medições, sendo estas:

Temperatura (ºC) Tempo (segundos)

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58 3 min. e 5 seg.66 2 min. e 22 seg.78 1 min. e 38 seg.

Capítulo V – Gráfico V x T (Viscosidade x Temperatura)

Dados:

V = A x T – B/TV = Viscosidade cinemática, em centistokesT = Tempo, em segundosA e B = Parâmetros variáveis, de acordo com o viscosímetro

Quando T > 100 seg: A = 0,220 e B = 135Quando T < ou = 100 seg: A = 0,226 e B = 195

Dados do experimento:

Viscosidade (Cst)

Temperatura (ºC)

Tempo (seg.)

39,65 58 18529,87 66 14220,18 78 98

Gráfico:

Viscosidade x Temperatura

5839,65

6629,87

7820,18

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

45,00

0 20 40 60 80 100

Temperatura (ºC)

Vis

cosi

dad

e (C

st)

Viscosidade x Temperatura

Conclusões pessoais

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Lubrificar consiste em envolver, com o fluido adequado – sólido, líquido, gasoso ou semi-sólido - superfícies cujas quais estão em contato constante, minimizando desgastes por atrito ou danos relativos a superaquecimento. Da mesma forma que as máquinas e equipamentos sofreram melhorias tecnológicas para atender as mais diversas demandas, o mesmo acontece com seus fluidos lubrificantes, cujos fabricantes oferecem a seus consumidores uma diversa gama de tipos, tais como os minerais, sintéticos e especiais.

A escolha correta do lubrificante é de vital importância para o funcionamento adequado do equipamento em questão. Deve-se considerar a aderência (poder adesivo), a viscosidade, ausência/presença de ácidos, pureza química, resistência ao envelhecimento e pontos de fulgor e de fluidez.

A viscosidade é necessária para manter a camada aderida às superfícies em contato, evitando desta forma o rompimento da película que protetora de lubrificante. Este não deve ser muito viscoso, pois gera perdas por atrito; nem pouco viscoso, porque a resistência mecânica se tornaria insuficiente. Vale ressaltar que a viscosidade é dependente da temperatura, logo, para a escolha do fluido lubrificante ideal deve ser observado as condições de operação do equipamento e as variações de temperatura. Para a correta especificação dos lubrificantes, temos as classificações SAE, que leva em consideração a viscosidade e temperatura; e a API, que tem como parâmetro os níveis de desempenho e tipo de serviço do equipamento/motor em que este será utilizado.

Atualmente a lubrificação, além de seu propósito básico - que é proteger, limpar e arrefecer - tem grande impacto financeiro, minimizando custos de manutenção, intervalos de paradas, e melhorias no desempenho do equipamento em que é empregada.

Bibliografia

Luchetti Lubrificantes, em <http://www.lucheti.com.br/artigos/viscosidade.pdf>

NUSSENZVEIG, Moysés. Curso de Física Básica - vol 2, H.

HALLIDAY-RESNICK. Fundamentos de Física - vol. 2,

FONSECA, José Antônio T. Borges. Notas de aula. Universidade Federal de Santa Maria

Revista Meio Ambiente Industrial, Ano VI, ed. 31, em Maio/Junho de 2001.<http:// www.meioambienteindustrial.com.br>

Renault 19 Club

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<http://www.r19club.com/How-to/oleoslubrificantes.php>

Revista Lubes em Foco< http://www.lubes.com.br/revista/ed07n04.html>

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