Fenmenos de Transporte ( Mec 229)Fenmenos de Transporte ( Mec 229)

Viscosidade, Viscosmetros e leos LubrificantesViscosidade, Viscosmetros e leos Lubrificantes

Frederico Luiz de Oliveira SantosEngenharia de Petrleo

Matrcula: 2011160069-3Turma 302

SUMRIO

Introduo ...............................................................................................................................31 - Viscosidade ....................................................................................................................4

1.1 - Conceito ......................................................................................................................41.2 - Unidades .....................................................................................................................41.3 - Relao entre a viscosidade e a temperatura nos gases e nos lquidos ..................51.4 - Fluido newtoniano .....................................................................................................51.5 - Fluido no - newtoniano ...........................................................................................5

2 - Viscosmetros ....................................................................................................................62.1 - Conceitos ....................................................................................................................62.2 - Tipos de Viscosmetros e sua utilizao ....................................................6,7,8,9,10

3 - leos Lubrificantes .........................................................................................................113.1- Conceito ....................................................................................................................113.2- Tipos, Composio e Utilizao dos leos Lubrificantes ...........................11,12,133.3- Sistema de Classificao: SAE ................................................................................143.4 - Sistema de Classificao: API ................................................................................153.5- ndice de Viscosidade ..........................................................................................16,173.6 Ponto de Fluidez ......................................................................................................183.7 Ponto de Fulgor .......................................................................................................18

4 - Experincia Laboratorial .................................................................................................194.1- Descrio Sumria da Experincia Laboratorial ....................................................19

4.2 Principais Fatos Realizados Durante a Experincia .............................................194.3 Resultados do Ensaio (Temperatura x Tempo) ......................................................204.4 Clculo para obter a Viscosidade ...........................................................................204.5 Tabela com a relao Viscosidade x Temperatura para obteno do grfico ......21

5 - Concluses Pessoais .......................................................................................................216 - Bibliografia ......................................................................................................................227 - Grfico ...............................................................................................................(em anexo)

Introduo:

No dia 21 de maro de 2012, foi realizado no Laboratrio de Engenharia Mecnica da

Universidade Gama Filho, um experimento utilizando 60 mL de um leo lubrificante para

automveis, do tipo Magnatec, de classificao SAE: 10W40, API: SL. Foi utilizado tambm um

viscosmetro de Saybolt, ASTM D-88.

O experimento consistia basicamente em aquecer o leo a diferentes temperaturas e com o

auxlio de um cronmetro, medir o seu tempo de escoamento.

Com a definio da Temperatura e do Tempo de Escoamento, podemos ento calcular a

Viscosidade do leo, que uma propriedade fundamental e muito importante desse fluido.

No decorrer do trabalho sero apresentados os principais conceitos sobre a viscosidade,

como se define, suas unidades, como a temperatura influencia em seu comportamento.

Tambm iremos descrever os diversos tipos de viscosmetros, suas principais caractersticas

e utilidades.

Os leos lubrificantes sero caracterizados pelo seus principais tipos, composio,

utilizao, sistemas de classificaes SAE e API.

Sero definidos os conceitos de ndice de Viscosidade, Ponto de Fluidez e o Ponto de

Fulgor.

Por fim, um resumo sobre as atividades laboratoriais e os clculos para obteno do grfico

(Viscosidade x Temperatura).

Captulo 1

Viscosidade

1.1 Conceito:

A viscosidade corresponde ao atrito interno nos fluidos devido basicamente a interaes

intermoleculares, sendo em geral funo da temperatura. a propriedade associada a resistncia

que o fluido oferece a deformao por cisalhamento. Viscosidade descreve a resistncia interna

para fluir de um fluido e deve ser pensada como a medida do atrito do fluido. A viscosidade

desempenha nos fluidos o mesmo papel que o atrito nos slidos. Graas a ao da viscosidade,

quando um corpo se move num uido, uma pelcula do uido adere sua superfcie e as foras

viscosas entre as molculas dessa pelcula e as molculas do uido ao seu redor oferecem

resistncia ao movimento do corpo. uma caracterstica de cada uido e quanticada pelo

coeciente de viscosidade .

1.2 Unidades:

Viscosidade Absoluta: No Sistema Internacional de Medidas (S.I.) : Pascal-segundo (Pas),

que corresponde exatamente a 1 Ns/m ou 1 kg/(ms). No Sistema CGS de Unidades: para a

viscosidade dinmica o poise (p), cujo nome homenageia a Jean Louis Marie Poiseuille.

Portanto mais usado o seu submltiplo: o centipoise (cp). O centipoise mais usado devido a

que a gua tem uma viscosidade de 1,0020 cp a 20 C.

1 poise = 100 centipoise = 1 g/(cms) = 0,1 Pas.

1 centipoise = 1 mPas.

O fator de proporcionalidade a viscosidade absoluta ou viscosidade dinmica do fluido.

= dcdy

Viscosidade Cinemtica: Se obtm com o quociente da viscosidade dinmica (ou absoluta) e

a densidade. A unidade no SI o (m/s). A unidade fsica da viscosidade cinemtica no Sistema

CGS o stokes (abreviado S ou St), cujo nome provm de George Gabriel Stokes. s vezes se

expressa em termos de centistokes (cS ou cSt).

1 stokes = 100 centistokes = 1 cm/s = 0,0001 m/s.

= /

1.3 Relao entre viscosidade e a temperatura nos gases e nos lquidos:

A viscosidade nos lquidos diminui muito rapidamente a medida que aumenta a temperatura.

A relao entre as duas grandezas dada pela frmula emprica:

=aexp(b/T)

onde T a temperatura em kelvin, e a, b so dois parmetros que dependem do tipo de lquido.

1.4 Fluidos Newtonianos:

O fluido newtoniano, ou um material classificado como newtoniano, aquele cuja

viscosidade igual, independente da taxa de cisalhamento na qual medido, numa dada

temperatura.

Ao medir a viscosidade de um material em diferentes velocidades num viscosmetro

rotacional, ou sob varias condies de presso num viscosmetro capilar e as viscosidades

resultantes forem equivalentes, ento o material newtoniano, sobre as condies de cisalhamento

em que foi medido. Muitos fluidos so newtonianos, como a gua, solvente, solues muito

diludas, leos minerais e fluidos de silicone.

1.5 Fluidos no Newtonianos:.

As matrias no-Newtomiamos podem ser classificados em dois subgrupos:

No-Newtoniano - independente de tempo

No-Newtoniano - dependente de tempo.

* Independente de tempo:

Fluidos pseudoplsticos (com ou sem tenso de deformao inicial): a viscosidade decresce

com o aumento da taxa de cisalhamento. Isto chamado de cisalhamento fino. Ao efetuar a

leitura em um viscosmetro, rotacionando de baixa para alta velocidade e voltar para a baixa e as

leituras nas mesmas velocidades coincidirem, o material considerado pseudoplstico independente

de tempo e de cisalhamento fino.

Este parmetro deve ser levado em considerao no desenvolvimento de produtos. Ex.: maioria dos

alimentos, tintas, emulses.

Fluidos dilatantes: a viscosidade aumenta com o aumento da taxa de cisalhamento. Se o

material medido de baixa para alta velocidade e a viscosidade aumenta com o aumento da

velocidade, o material classificado como dilatante. Este tipo de comportamento mais raro que a

pseudo plasticidade, e observando em fluidos contendo altos nveis de de floculantes como argilas,

lama, amido de milho em gua, ingrediente de balas.

Plsticos: este tipo de fluido comporta-se como slido em condies estticas ou de repouso

e aps aplicao de uma fora comea afluir. Esta fora aplicada denomina-se tenso de

deformao. Aps comeara fluir o comportamento pode ser newtoniano, pseudoplstico ou

dilatante (ex. catchup).

* Dependente de tempo: Alguns fluidos apresentam mudana na viscosidade em funo

do tempo sob condies constantes de taxa de cisalhamento. H 2 categorias a serem consideradas:.

Tixotropia: So sistemas cuja viscosidade diminui com o tempo para uma taxa de

cisalhamento constante e aumenta quando esta taxa de cisalhamento diminui por recuperao

estrutural do material (reversvel).

Reopexia: so sistemas cuja viscosidade aumenta com o tempo a uma taxa de cisalhamento

constante.

*A tixotropia e a reopexia podem ocorrer e combinao com os comportamentos de escoamento

Captulo 2

Viscosmetros

2.1 Conceito: Os viscosmetros permitem a determinao do coeficiente de viscosidade

dos fluidos. Tais aparelhos podem usar vrias tcnicas para atingir seu objetivo, podendo a

viscosidade ser encontrada pelo tempo de passagem de um determinado volume do fluido atravs de

tubos capilares; pela velocidade de queda de uma esfera, cuja massa e dimetro so conhecidos,

atravs de um lquido; pelo binrio necessrio para manter em rotao dois cilindros coaxiais do

lquido em exame ou ainda pelo decrscimo das oscilaes amortecidas de um pndulo de toro

submerso no fluido em estudo.

2.2 Tipos de Viscosmetros:

Viscosmetro capilar. A viscosidade medida pela velocidade de escoamento do lquido

atravs de um capilar de vidro. medido o tempo de escoamento do lquido entre duas

marcas feitas no viscosmetro.

Viscosmetro de orifcio: A viscosidade medida pelo tempo que um volume fixo de

lquido gasta para escoar atravs de um orifcio existente no fundo de um recipiente.

Modelo de um Viscosmetro de Orifcio

Viscosmetro rotacional: A viscosidade medida pela velocidade angular de uma parte

mvel separada de uma parte fixa pelo lquido. Nos viscosmetros de cilindros

concntricos, a parte fixa , em geral, a parede do prprio recipiente cilndrico onde est o

lquido. A parte mvel pode ser no formato de palhetas ou um cilindro. Nos viscosmetros

de cone-placa, um cone girado sobre o lquido colocado entre o cone e uma placa fixa.

Modelo de um viscosmetro rotacional digital.

Viscosmetro de esfera: A viscosidade medida pela velocidade de queda de uma esfera

dentro de um lquido colocado em um tubo vertical de vidro. medido o tempo que uma

esfera gasta para percorrer o espao entre duas marcas feitas no viscosmetro.

Modelo de um viscosmetro de esfera.

Viscosmetro de Saybolt: Consta de um tubo vertical metlico em cuja parte central

inferior adapta-se o orifcio calibrado que pode ser o universal, dimetro 1,765 mm ou

o furol, dimetro 3,15 mm. O Conjunto fica imerso em um banho de leo que envolve o

tubo em toda sua extenso e que por finalidades bsicas:

a) no aquecimento; propicia uniformidade na transferncia de calor do banho para a

amostra.

b) na determinao; manuteno da temperatura da amostra durante o escoamento.

Na operao usam-se dois termmetros, um para a temperatura do banho (tb) e outro para a

temperatura da amostra (ta), um cronmetro e um frasco receptor de 60 mL. Para

determinar-se a viscosidade fecha-se o orifcio com uma rolha a qual se prende uma

corrente. Enche-se o tubo Saybolt com o leo em anlise e aquece-se o banho. Atingindo o

equilbrio trmico na temperatura desejada, retira-se a rolha e cronometra-se o tempo de

escoamento de 60 mL da amostra. O tempo em segundo de escoamento de 60 mL da

amostra, atravs o orifcio calibrado do aparelho , nas condies padronizadas de ensaio a

viscosidade Saybolt na temperatura do equilbrio trmico.

Ser SSU (Segundo Saybolt Universal) se o orifcio for universal, ser SSF(Segundo

Saybolt Furol ) se o orifcio for o Furol .

SSF recomendada para os derivados do petrleo que tem viscosidade superior 1.000

SSU, tais como leos combustveis e outros produtos residuais. A palavra Furol deriva da expresso

inglesa (Fuel and Road Oils) .

O frasco receptor deve ser colocado em posio tal que o filete da amostra que sai do tubo

atinja a parte mais larga do gargalo a fim de evitar a formao de espuma. O cronmetro deve ser

travado no instante em que a parte inferior do menisco do leo atinja o trao de referencia no

gargalo do frasco receptor. Antecedendo a cada determinao deve-se limpar o tubo com leo novo.

A escolha do tipo de viscosmetro a ser utilizado depende do propsito da medida e do tipo

de lquido a ser investigado. O viscosmetro capilar no adequado para lquidos no newtonianos,

pois no permite variar a tenso de cisalhamento, mas bom para lquidos newtonianos de baixa

viscosidade. O viscosmetro rotacional o mais indicado para estudar lquidos no-newtonianos. O

viscosmetro de orifcio indicado nas situaes onde a rapidez, a simplicidade e robustez do

instrumento e a facilidade de operao so mais importantes que a preciso e a exatido na medida,

por exemplo, nas fbricas de tinta, adesivos e leos lubrificantes.

Captulo 3

leos Lubrificantes

3.1 Conceito: Os leos lubrificantes, ou leos para motor, so substncias utilizadas para

reduzir o atrito, lubrificar, refrigerar e proteger contra a corroso aumentando a vida til dos

componentes mveis dos motores

Os leos lubrificantes podem ser de origem animal ou vegetal (leos graxas), derivados de

petrleo (leos minerais) ou produzidos em laboratrio (leos sintticos), podendo ainda ser

constitudo pela mistura de dois ou mais tipos (leos compostos).

Para conferir, retirar ou melhorar certas propriedades especiais dos lubrificantes, que no

condizem com o desejado, especialmente quando o lubrificante submetido a condies severas de

trabalho, so adicionados produtos qumicos aos leos lubrificantes, que so chamados aditivos. Os

principais tipos de aditivos so: anti-corrosivos, anti-espumantes, detergente-dispersante,

melhoradores do ndice de Viscosidade, agentes de extrema presso, etc.

3.2 Tipos de leos Lubrificantes:

3.2.1 - Olos Minerais: So usados como lubrificantes com uma adequada viscosidade,

originados de petrleos crus e beneficiados atravs de refinao. As propriedades e qualidades

destes lubrificantes dependem da provenincia e da viscosidade do petrleo cru.

Quando falamos em leos minerais temos de distinguir trs tipos:

leo mineral de base parafnico: O nome Parafina, de origem Latim, indica, que estas

ligas qumicas so relativamente estveis e resistentes e no podem ser modificadas facilmente com

influncias qumicas. Sendo assim as parafinas tendem a no oxidar em temperaturas ambientes ou

levemente elevadas. Nos lubrificantes eles so partes resistentes e preciosos, que no envelhecem

ou somente oxidam de forma lenta. Contm em sua composio qumica hidrocarbonetos de

parafina em maior proporo, demonstra uma densidade menor e menos sensvel a alterao de

viscosidade/temperatura. A grande desvantagem seu comportamento em temperaturas baixas: as

parafinas tendem a sedimentar-se.

leo mineral de base naftnico: Enquanto os hidrocarbonetos parafnicos formam em sua

estrutura molecular correntes, os naftnicos formam em sua maioria ciclos. Os naftnicos em geral

so usados, quando necessitamos produzir lubrificantes para baixas temperaturas. Desvantagem dos

naftnicos sua incompatibilidade com materiais sintticos e elastmeros.

leo mineral de base misto: Para atender as caractersticas de lubrificantes conforme

necessidade e campo de aplicao a maioria dos leos minerais misturada com base naftnico ou

parafnico em quantidades variados.

3.2.2 leos Sintticos: So, ao contrrio dos leos minerais, produzidos artificialmente.

Eles possuem, na maioria das vezes, um bom comportamento de viscosidade-temperatura com

pouca tendncia de coqueificao em temperaturas elevadas, baixo ponto de solidificao em baixas

temperaturas, alta resistncia contra temperatura e influncias qumicas. Quando falamos em leos

sintticos temos de distinguir cinco tipos diferentes:

Hidrocarbonetos sintticos: Entre os hidrocarbonetos sintticos destacam-se hoje com maior

importncia de um lado os polialfaoleofinas (PAO) e os leos hidro-craqueados. Estes leos so

fabricados a partir de leos minerais, porm levam um processo de sintetizao, o qual elimina os

radicais livres e impurezas, deixando-os assim mais estvel a oxidao. Tambm consegue-se

atravs desde processo um comportamento excelente em relao a viscosidade-temperatura. Estes

hidrocarbonetos semi-sintticos atingem IV (ndices de Viscosidade) at 150.

Poliolsteres: Para a fabricao de lubrificantes especiais, fluidos de freios, leos

hidrulicos e fluidos de corte, os poli-alquileno-glicis, miscvel ou no-miscvel em gua tem hoje

cada vez mais importncia.

Disteres: So ligaes entre cidos e lcoois atravs da perda de gua. Certos grupos

formam leos de ster que so usados para a lubrificao e, tambm, fabricao de graxas

lubrificantes. Os disteres esto hoje aplicados em grande escala em todas as turbinas da aviao

civil por resistir melhor a altas e baixas temperaturas e rotaes elevadssimas. Dos leos sintticos

eles tem o maior consumo mundial.

leos de silicone: Os silicones destacam-se pela altssima resistncia contra temperaturas

baixas,altas e envelhecimento, como tambm pelo seu comportamento favorvel quanto ao ndice

de viscosidade. Para a produo de lubrificantes destacam-se os Fenil-polisiloxanes e Methil-

polisiloxanes. Grande importncia tem os Fluorsilicones na elaborao de lubrificantes resistentes a

influncia de produtos qumicos,tais como solventes, cidos etc.

Polisteres Perfluorados: leos de flor- e fluorclorocarbonos tem uma estabilidade

extraordinria contra influncia qumica. Eles so quimicamente inertes, porm em temperaturas

acima de 260C eles tendem a craquear e liberar vapores txicos.

3.2.3 leos semi-sintticos: Os leos semi-sintticos ou de base sinttica, empregam

mistura em propores variveis de bsicos minerais e sintticos, buscando reunir as melhores

propriedades de cada tipo, associando a otimizao de custo, uma vez que as matrias-primas

sintticas possuem custo muito elevado.

Esse tipo recomendado para motores mais potentes que trabalham em altas rotaes. Mas,

nada impede seu uso em motores menos potentes. Provoca menos carbonizao interna e contribui

para amenizar o atrito entre as peas internas do motor, principalmente durante a partida, quando a

maior parte do leo encontra-se em repouso no crter reservatrio do leo. Ele tambm do tipo

multiviscoso.

Ainda existem os leos hidrulicos, onde sua principal funo na industria de

movimentar equipamentos ou ferramentas em linhas de processos. Em geral so sistemas

centralizados ou individuais que movem ou transportam produtos na fbrica. Nas industrias

alimentcias, sistemas hidrulicos levantam, empurram, espremem ou do forma aos ingredientes

ou produtos. Os sistemas com leo hidrulico muitas vezes esto sendo usados em casos de alta

carga. A funo do fluido hidrulico a transmisso de fora e a lubrificao das peas internas do

sistema como por exemplo bombas de engrenagens ou cilindros. A maior parte dos leos

hidrulicos produzida com leos minerais devido ao custo.

Para atender as exigncias, estes produtos tem de ser melhorados com uma variedade de

aditivos, tais como: inibidores de corroso, antioxidantes, detergentes, aditivos EP ( extreme

presso), antiespumantes, emulgadores, abaixador do ponto de congelamento ( pour-point), etc.

Tambm importante que o leo hidrulico no ataque as vedaes do sistema hidrulico. A

maioria formulado com viscosidades de ISO VG 32, 46 ou 68. Com o tempo de uso e a influncia

de umidade a viscosidade do leo tende a aumentar devido a emulsificao de gua no leo, fato

que ocorre muito nas indstrias de alimentos aonde ocorre a limpeza dos equipamentos diariamente

com gua sob presso e detergentes, contaminando assim o leo hidrulico. Com leos semi-

sintticos ou sintticos consegue-se uma economia considervel, devido a diminuio de trocas e

paradas no processo produtivo.

3.3 Sistema de Classificao SAE: A classificao SAE (Sociedade dos Engenheiros

Automotivos) no considera o desempenho do produto, mas apenas a sua viscosidade. A

viscosidade de um leo a medida da sua resistncia ao escoamento e varia conforme a

temperatura. A baixa temperatura, um leo mais "espesso", isto , sua viscosidade maior.

medida que se aumenta a temperatura, o leo torna-se cada vez mais "fino", isto , sua viscosidade

diminui. Um leo que flui lentamente prejudica a partida do motor, enquanto que um leo muito

"fino" proporciona uma lubrificao deficiente e um alto consumo do mesmo.

Atualmente encontramos no mercado, lubrificantes com diferentes classificaes de

viscosidade: SAE 20W 50, SAE 10W 40, etc. Colocando de maneira simplificada, um leo 15W 50

se comporta a frio como um leo SAE 15W e a quente como um leo SAE 50. Na prtica, o nmero

que possui o W, refere-se partida a frio do motor, W de winter (inverno, em ingls). Quanto menor

ele for, mais rpido o leo fluir, no momento mais crtico, que o da partida, evitando o contato

entre as partes metlicas minimizando o desgaste. O nmero sem o W refere-se viscosidade do

leo na temperatura de operao do motor. Assim, um leo 5W 40, ter o mesmo comportamento de

viscosidade a quente, que um leo 15W 40 j que ambos sero SAE 40. Sua viscosidade na partida

a frio, entretanto, ser menor, permitindo que o lubrificante atinja a parte alta do motor mais

rapidamente. No Brasil so mais comuns os leos SAE 40 e 50. Apesar disso, j existem

montadoras que esto recomendando leos mais finos para seus motores, mesmo para o nosso

clima. o caso, por exemplo, da Ford que recomenda para alguns de seus modelos um leo SAE

5W 30. Essa recomendao se deve a tecnologia de motor mais avanada empregada nesses

motores que requerem leos "Fuel Economy" (Economia de Combustvel). Esses leos (mais finos)

se adaptam perfeitamente a essa nova demanda, de motores mais econmicos e mais eficientes.

3.4 Sistema de Classificao API: O sistema de classificao de leos da API (American

Petroleum Institute) permite que os leos sejam definidos com base nas suas caractersticas de

desempenho e no tipo de servio ao qual se destina. A evoluo das letras do alfabeto significam

leos de melhor qualidade/desempenho.

Os lubrificantes so classificados de acordo com o tipo de utilizao a que se destinam, bem

como pela sua viscosidade. Para melhor entender podemos verificar abaixo:

A classificao para motores a gasolina que leva a letra S (que de Service Station - ou

posto de gasolina em ingls) seguida de outra letra que determina a evoluo dos leos. Esta

classificao de fcil entendimento j que a evoluo das letras significa a evoluo da qualidade

dos leos. Os leos so classificados ento como SA, SB, SC, SE, SF, SG, SH, SJ e SL.

Os leos SA no possuem aditivao e atendem apenas aos motores muito antigos,

fabricados antes da dcada de 50. Se voc tem um carro da dcada de 80 por exemplo, no necessita

utilizar leos SJ ou SL. Logicamente no traro problemas, mas seria como se quisesse colocar uma

tachinha com uma marreta. Veja abaixo algumas das classificaes:

SF: De 1980 a 1989;SG: De 1989 a 1994;SH: De 1994 a 1996;SI: De 1996 a 1998;SJ: De 1998 a 2000;

SL: De 2000 aos dias atuais.

Muitos dos leos recomendados para motores at 1996 j no esto mais a venda, sendo necessrio substituir pela categoria superior. A classificao mais recente a API SL logo, quando recomendado um leo com classificao SJ poder ser usado um leo SL, porm o contrrio no permitido.

J a classificao para motores diesel j bem mais complexa. A classificao tem a letra C (de comercial) seguida da letra (ou letra e nmero) que determina a evoluo dos leos. Esta classificao simples somente at a classificao CD, pois segue a evoluo das letras do alfabeto: CA, CB, CC e CD. A partir da, h uma separao da categoria em trs grandes ramos. Os leos atualmente produzidos podem atender a especificao de cada ramo de uma forma independente. O ramo dos leos para motores diesel dois tempos tem a partir da categoria CD duas evolues: a categoria CD-II e outra mais recente CF-2. O ramo dos leos para motores quatro tempos para veculos operando com diesel de teor de enxofre maior que 0.5 % que s teve uma evoluo. A categoria CF que sucede a CD para esta aplicao especfica.

O ramo dos leos para motores quatro tempos para veculos operando com diesel com teor de enxofre menor que 0.5% j teve quatro evolues: CE, CF-4, CG-4, CH-4 e CI-4.

3.5 ndice de viscosidade: A resistncia que um produto de petrleo apresenta para

modificar sua viscosidade com a variao de temperatura indicada na prtica por um simples

nmero adimensional chamado de ndice de Viscosidade, ou simplesmente IV, cujo clculo

baseado nas medidas da viscosidade cinemtica s temperaturas de 40 C e 100 C. Quanto mais

alto o IV, menor o efeito da temperatura sobre a viscosidade do produto.

A Norma Brasileira NBR 14358 de 2005, baseada no mtodo ASTM 2270, indica toda a

metodologia para se obter o IV de um produto, atravs de tabelas padronizadas que indicam os

parmetros adotados pelo mtodo em questo.

Para efeito de composio das tabelas para o clculo do IV, foram tomados como referncia

dois leos bsicos padres: um proveniente da Pensilvnia e outro do Golfo do Mxico, aos quais

foram conferidos os valores arbitrrios de 0 (zero) e 100 (cem) respectivamente para os seus IVs. A

partir da, elaborou-se uma tabela com os valores de viscosidade a 40 C dos dois leos bsicos

medidos em centistokes ou milmetro quadrado por segundo. Para o leo com IV=0, esses valores

situam-se na coluna nomeada pela letra L e para o leo com IV=100 esses valores esto na coluna

denominada pela letra H. A tabela apresentada s aplicada a produtos de petrleo com viscosidade

cinemtica entre 2 cSt e 70 cSt. Se chamarmos pela letra U a viscosidade cinemtica em cSt. a 40C

do produto cujo IV se deseja calcular, o clculo do IV ser dado pela seguinte equao:

Exemplo: Para se determinar o ndice de Viscosidade de um leo com os dados abaixo:

viscosidade a 40 C = 73,3 cSt.

viscosidade a 100 C = 8,86 cSt.

Da tabela abaixo, (por interpolao) temos: L = 119,94 e H = 69,48. Substituindo na equao e

arredondando o resultado para o nmero inteiro mais prximo, tem-se:

Tabela para o clculo do ndice de Viscosidade:

3.6 Ponto de fluidez: definido como a menor temperatura na qual o leo lubrificante

flui quando sujeito a resfriamento sob condies determinadas deteste. principalmente controlado

para avaliar o desempenho nas condies de uso em que o leo submetido a baixas temperaturas.

Ele estabelece as condies de manuseio e estocagem do produto. Especificam-se limites variados

para esta caracterstica, dependendo das condies climticas das regies, de modo a facilitarem as

condies de uso do produto. No h uma relao direta entre o ponto de fluidez e a viscosidade do

leo combustvel.

3.7 Ponto de fulgor: Ponto de fulgor ou ponto de inflamao a menor temperatura na

qual um combustvel liberta vapor em quantidade suficiente para formar uma mistura

inflamvel por uma fonte externa de calor. O ponto de fulgor no suficiente para que a

combusto seja mantida.

Por mistura inflamvel, para a obteno do ponto de fulgor, entenda-se a quantidade de

gs ou vapor misturada com o ar atmosfrico suficiente para iniciar uma inflamao em contato

com uma fonte de calor (isto , a queima abrupta do gs ou vapor), sem que haja a combusto

do combustvel emitente. Outro detalhe verificado que, ao retirar-se a fonte de calor, acaba a

inflamao (queima) da mistura.

Trata-se de um dado importante para classificao dos produtos combustveis, em

especial no que se refere segurana, aos riscos de transporte, armazenagem e manuseamento.

Atravs do ponto de fulgor distinguem-se os lquidos combustveis e inflamveis, de

acordo com norma regulamentadora:

Lquido combustvel: todo aquele que possua ponto de fulgor igual ou superior a

70C (setenta graus Celsius) e inferior a 93,3C (noventa e trs graus e trs dcimos

de graus Celsius).

O lquido combustvel acima se classifica como lquido combustvel Classe III

Lquido inflamvel: todo aquele que possua ponto de fulgor inferior a 70C (setenta

graus Celsius) e presso de vapor que no exceda 2,8 kg/cm2 absoluta a 37,7C (trinta e

sete graus e sete dcimos de graus Celsius).

Quando o lquido inflamvel definido acima possui ponto de fulgor superior a 37,7C

(trinta e sete graus e sete dcimos de graus Celsius) e inferior a 70C (setenta graus Celsius), ele

classificado como lquido combustvel Classe II. Quando o lquido inflamvel possui ponto de

fulgor inferior a 37,7C (trinta e sete graus e sete dcimos de graus Celsius), ele classificado

como lquido combustvel Classe I.

Captulo 4

4.1 - Descriminao Sumria da Experincia Laboratorial

Data da experincia: 21/03/2012

Local: Laboratrio de Engenharia Mecnica Universidade Gama Filho

Equipamentos Utilizados:

Viscosmetro Saybolt (ASTM D-88);

Termmetro;

Cronmetro.

leo Testado: MAGNATEC, SAE 10 W 40, API SL.

Amostra: 60 ml do leo;

4.2 - Principais Fatos Realizados Durante a Experincia:

O viscosmetro foi ajustado para uma temperatura inicial de 68 C;

Foi inserida a amostra de 60 ml de leo no viscosmetro;

Foi medido o tempo (em segundos) que a amostra (60 ml de leo) levou

para escoar atravs dos tubos capilares que compem o viscosmetro com a temperatura

escolhida e atingir o nvel do recipiente colocado para aparar o leo.

A experincia foi repetida para as temperaturas de 76 C e 88 C e os

tempos foram cronometrados da mesma forma.

Os resultados de tempos de escoamento transcorridos a cada temperatura

testada esto apresentados na tabela a seguir:

4.3 - Resultados do Ensaio (Temperatura x Tempo)

TEMPERATURA

(Em graus Celsius)

TEMPO

(Em segundos)

68 97

76 79

88 65

4.4 Clculo para obter a Viscosidade:

A seguir apresentamos a memria de clculo gerado a partir dos dados resultantes da

experincia laboratorial onde:

V= Viscosidade

T= Tempo (em segundos)

A e B= Parmetros dependentes do tipo de viscosmetro. No caso de nossa experincia

utilizamos os parmetros do Saybolt Universal.

T > 100 segundos: A= 0,220 e B= 135

T < ou = 100 segundos: A= 0,226 e B= 195

Memria de Clculo (Viscosidade x Temperatura)

Viscosidade

Temperatura (

C)A T (segundos) B A x T B/T (AxT) - B/T

68 0,226 97 195 21,92 2,01 19,91169

76 0,226 79 195 17,85 2,47 15,38564

88 0,226 65 195 14,69 3 11,69

4.5 Tabela com a relao Viscosidade x Temperatura, para a construo do grfico. ( Grfico em Anexo em folha milimetrada ).

Temperatura ( C) Viscosidade ( cst)

68 19,91169

76 15,38564

88 11,69000

5 Concluses Pessoais: Aps a Revoluo Industrial e o desenvolvimento de diversos

tipos de mquinas, foi necessrio desenvolver tipos de fluidos para evitar o atrito e o desgaste

das peas maquinarias. O desenvolvimento dos leos lubrificantes cada vez mais estudado e

uma caracterstica de extrema importncia a viscosidade, que influenciada pela temperatura..

Os laboratrios e centros de pesquisas tm desenvolvidos diversos tipos de

viscosmetros, capazes de medir com exatido o melhor uso para os devidos fluidos.

Na experincia em sala de aula, utilizamos um viscosmetro de Saybolt, 60 mL de um

leo Magnatec SAE:10W 40 , API: SL e um cronmetro pra medir o tempo de escoamento do

leo em determinada temperatura.

Obtido os dados de temperatura x tempo, podemos calcular a viscosidade do leo e

assim criar um grfico ( Viscosidade x Temperatura ) para entender o comportamento desse

fluido com as devidas mudanas de temperatura.

A concluso que a viscosidade do leo se comporta de modo diferente variao de

temperatura, por isso necessrio desenvolver o fluido com a menor alterao possvel em seu

ndice de viscosidade, para isso a indstria tem desenvolvido aditivos qumicos e sintetizado

leos de diferentes formas, para atender as variadas demandas em diferentes partes do mundo,

fazendo com que o lubrificante no mude suas propriedades seja em locais de temperaturas

extremamente altas ou baixas.

6 Bibliografia:

QUITES, Eduardo Emery Cunha. Apostila de Fenmeno dos Transportes. (online)

Disponvel na Internet via www. URL: http://pt.wikipedia.org/wiki/Viscosidade . Arquivo

capturado em 29 de abril de 2012.

DA COSTA, Jos Antnio Borges. Fsico-Qumica_Universidade Federal de Santa Maria

(on line). Disponvel na Internet via www. URL: http://w3.ufsm.br/juca/viscos.htm . Arquivo

capturado em 27 de abril de 2012

MACEDO, Horacio. "Fsico-Qumica: Um Estudo Dirigido sobre Eletroqumica,

Cintica, tomos, Molculas e Ncleo, Fenmenos de Transporte e de Superfcie". Ed.

Guanabara Dois, Rio de Janeiro, 1988.

DA SILVA, der. Fenomenais - Centro Universitrio Feevale. Disponvel na Internet

via http://fenomenais.wordpress.com/2009/05/28/39. Arquivo capturado em 30 de abril de 2012.

INFOPDIA [on line]. lubrificante. Porto: Porto Editora, 2003-2010. [Consult. 2010-

10-12]. Disponvel na www: . Arquivo capturado

em 16 de outubro de 2010.

NELSON, PEDRO. Conhecer os vrios tipos de viscosidade e o clculo do IV

Disponvel na Internet via: . Acessado em 1 de

maio de 2012.

Classificao dos leos Lubrificantes. Disponvel online via:

Acessado em 30 de

abril de 2012.

MACHADO, SVIO. Viscosidade x Temperatura. Disponvel via Internet no endereo:

Acesso dia 29 de

maio de 2012.

MOLYKOTE KG. leos, tipos, composio. Disponvel via internet:

Acesso dia 27 de abril de 2012.

leos de silicone: Os silicones destacam-se pela altssima resistncia contra temperaturas baixas,altas e envelhecimento, como tambm pelo seu comportamento favorvel quanto ao ndice de viscosidade. Para a produo de lubrificantes destacam-se os Fenil-polisiloxanes e Methil-polisiloxanes. Grande importncia tem os Fluorsilicones na elaborao de lubrificantes resistentes a influncia de produtos qumicos,tais como solventes, cidos etc. Polisteres Perfluorados: leos de flor- e fluorclorocarbonos tem uma estabilidade extraordinria contra influncia qumica. Eles so quimicamente inertes, porm em temperaturas acima de 260C eles tendem a craquear e liberar vapores txicos.