COMPONENTES DO GRUPO I:
Rafael Fagundes de Souza Barreto – 1B
Artur Felipe Soares Paiva – 1B
Rafael Marques da Costa – 1B
Caio José Borba Vilar Guimarães – 1B
EXPERIMENTO 4 – DETERMINAÇÃO DA VISCOSIDADE DE UM
LUBRIFICANTE
Relatório apresentado ao componente
curricular de química tecnológica do
Curso de Ciências e Tecnologia da
UFRN como parte da obtenção da 2ª
avaliação. Professores: Dr. Filipe
Martel de Magalhães Borges, Drª.
Salete Martins Alves e Drª. Tatiana de
Campos Bicudo.
NATAL/RN
2011
Sumário
1 INTRODUÇÃO.....................................................................................................................3
2 OBJETIVO...........................................................................................................................4
3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL........................................................................................4
3.1 MATERIAIS E REAGENTES...................................................................................................5
Materiais..............................................................................................................................5
Reagentes.............................................................................................................................5
3.2 PROCEDIMENTO.................................................................................................................5
3.2.1 Etapa 1 – Obtenção de um óleo sintético com viscosidade igual a 85 cSt...................6
3.2.2 Etapa 2 – Medida da Viscosidade................................................................................6
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES................................................................................................7
5 CONCLUSÕES......................................................................................................................9
6 REFERÊNCIAS....................................................................................................................10
7 ANEXOS............................................................................................................................11
1 INTRODUÇÃO
Para melhor entendermos os procedimentos apresentados nesse relatório
precisamos conhecer alguns conceitos importantes sobre a lubrificação e os
lubrificantes.
Os lubrificantes são substâncias que colocadas entre duas superfícies
móveis ou uma fixa e outra móvel, formam uma película protetora que tem por
função principal reduzir o atrito, o desgaste, bem como auxiliar no controle da
temperatura e na vedação de componentes de maquinas e motores,
proporcionando a limpeza das peças, protegendo contra a corrosão decorrente
dos processos de oxidação, evitando a entrada de impurezas, podendo
também ser agente de transmissão de força e movimento. Esta camada
lubrificante pode ser constituída por uma variedade de líquidos, sólidos ou
gases, puros ou em misturas. (SCRIBD, 2011).
Outra importante característica dos lubrificantes que devemos conhecer
é seu poder de viscosidade, que é definida como a resistência que um
fluido oferece ao seu próprio movimento. Quanto menor for a sua
viscosidade, maior será a sua capacidade de escoar (fluir).
(ESCOLADEMECANICA, 2007).
Na escolha de um óleo lubrificante, a viscosidade é um fator importante.
Essa escolha é influenciada por diversas condições de aplicação. Vejamos
algumas: velocidade, pressão, temperatura, folgas e acabamento.
A viscosidade dos lubrificantes não é constante, ela varia com a
temperatura. Quando esta aumenta a viscosidade diminui e o óleo escoa com
mais facilidade. O Índice de Viscosidade (IV) mede a variação da viscosidade
com a temperatura. Quanto maior o IV, menos será a variação de viscosidade
do óleo lubrificante, quando submetido a diferentes valores de temperatura.
Uma forma rápida e prática de executar a união dos óleos são adotando a
carta de mistura de viscosidade fornecida pela ASTM.
E também utilizando os seguintes cálculos:
Ele é feito comparando o tempo de vazão de um líquido de viscosidade
conhecida, geralmente a água, e do líquido que deseja determiná-la.
2 OBJETIVO
- Preparar um óleo sintético com viscosidade de 85 cSt a partir de dois óleos
sintéticos com viscosidades diferentes e conhecidas, utilizando como base a
carta de mistura ASTM (Figura 1;
- Medir a viscosidade do óleo preparado e comparar com a proposta (85 cTs).
3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
3.1 MATERIAIS E REAGENTES
Materiais
- 1 agitador com aquecimento
- 2 provetas de 10 mL
- 1 viscosímetro (Cannon Fenske)
- 1 bastão de vidro
- 1 béquer de 2 L
- 2 béqueres de 50 mL
- 1 pisseta
- 1 suporte universal
- 2 garras metálicas
- 1 cronômetro
- 1 termômetro
- 1 seringa com mangueira de látex
Reagentes
- Óleo lubrificante 5W-30 (v=65 cSt a 40 °C)
- Óleo lubrificante 15W-40 (v=110 cSt a 40 °C)
- Água destilada (ƞ=0,65 cP, ρ=0,9922 g/cm³ a 40 °C)
3.2 PROCEDIMENTO
A aula prática foi desenvolvida em duas etapas:
3.2.1 Etapa 1 – Obtenção de um óleo sintético com viscosidade igual a 85
cSt
Utilizou-se os valores dos óleos sintéticos fornecidos e a carta de
mistura da ASTM para calcular a porcentagem necessária de cada óleo
para se obter 10 mL de um óleo com viscosidade 85 cSt;
Colocou-se cerca de 5 Ml do óleo sintético 5W-30 (óleo B – menos
viscoso) no béquer de 50 mL e, em seguida, transferiu-se o volume
necessário (calculado através da carta de mistura) para a proveta de 10
mL;
Colocou-se cerca de 5 Ml do óleo sintético 15W-40 (óleo A – mais
viscoso) no outro béquer de 50 mL e, em seguida, transferiu-se o
mesmo para a proveta de 10 mL, completando o volume de 10 mL;
Misturou-se as quantidades medidas na proveta com o auxílio do bastão
de vidro.
3.2.2 Etapa 2 – Medida da Viscosidade
Cuidados preliminares: Foi monitorada a temperatura indicada durante a
medida, por meio de um banho térmico(aproximadamente 40 °C).
Utilizou-se uma proveta para carregar o viscosímetro: introduziu-se água
destilada(aproximadamente 10 mL), pela abertura de maior diâmetro “E”
do viscosímetro (ver figura 2) e esperou-se 5 minutos;
Em seguida, por meio de uma seringa, “F”, aspirou-se pela abertura “D”
até o líquido ficar abaixo da marcação inferior (“Z”).
Cronometragem:
Desconectou-se o tubo de látex da seringa para que o fuido começasse
a fluir, disparando o cronômetro quando o mesmo passasse pela
marcação “Z”;
Travou-se o cronômetro quando o nível superior do fluido passasse pela
marcação “Y”. E assim foi determinado o tempo t1 para que o volume V
do fluido “1” escoasse pelo tubo “capilar”, como indicado na figura 2.
Foi feita 2 medidas para obter a melhor média.
O viscosímetro foi esvaziado e enchido com 10 mL da mistura de óleos
lubrificantes (transferiu-se diretamente da proveta para o viscosímetro),
colocou-se o viscosímetro no banho, esperou-se 5 minutos e, em
seguida, foram repetidas as etapas acima, determinando t2;
Calculou-se o valor da viscosidade absoluta () e cinemática (v) para a
mistura dos óleos lubrificantes (ρ=0,8478 g/cm³).
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Experimento
De acordo com os resultados adquiridos no laboratório, no que tange a
obtenção de um óleo sintético a partir da mistura de outros dois óleos
lubrificantes de diferentes viscosidades, utilizando como principal ferramenta a
carta de mistura da ASTM, deixou claro a eficácia desta produção.
Notou-se e comprovou-se que a viscosidades é influenciada pela temperatura.
Não houve alteração na temperatura durante a pratica do experimento, pois a
viscosidade é uma propriedade que se altera de acordo com a variação da
temperatura. Quanto menor for a temperatura, maior será a
dificuldade(resistência) de escoamento, e quando em maiores temperaturas,
maior será a facilidade de escoamento.
Ficou claro que o objetivo final não foi o esperado, pois, o valor planejado de
viscosidade seria de 85 cSt, e o valor obtido na pratica foi de 65,52 cSt. Essa
diferença pode ser justificada com a variação de temperatura no viscosímetro
(Cannon Fenske), pois, o viscosímetro estava imerso num béquer de 3,5 L
cheio de água, ficando uma parte do viscosímetro submerso; assim houve a
diferença de temperatura, a parte que estava imerso ficou com 40 ºC e a parte
submerso com uma temperatura variável. A viscosidade é inversamente
proporcional a temperatura, por isso, tal diferença na temperatura ocasionou o
resultado abaixo do esperado.
Concluímos que a produção de um novo óleo, pelo método da combinação de
outros, é um método ordenado e eficaz, capaz de satisfazer variadas
experiências.
Viscosidade dinâmica( centiPoise/cP ) Viscosidade
cinemática( centiStokes/cSt)
2
=d 1d 2xt 1t 2
v = 2d
v= 55,550,8478
=65,52cSt .
0,652
=0,99220,8478
x3,425282,72
0,652
=1,17 x0,01
2=0,650,0117
2=55,55cP
5 CONCLUSÕES
O experimento realizado não produziu um óleo lubrificante dentro das
especificações desejadas, apesar de todos os cálculos terem sido realizados
precisamente e revisados e todas as precauções em relação aos volumes
exigidos de cada um dos componentes corretamente medidos e misturados.
Portanto concluímos que: a temperatura da água, contida no béquer de 3,5L,
que estava o viscosímetro, não foi homogênea durante a medição, pois as
duas medições da mistura de óleos lubrificantes resultaram em tempos que
divergiam muito entre si e as duas foram feitas em temperaturas diferentes,
devido à água, realizar trocas de calor com o ambiente. A outra conclusão a
que chegamos foi que o viscosímetro não estava calibrado, pois caso contrário
a mistura apontaria um valor mais próximo de 85cSt, em contraste aos 65,52
cSt obtidos.
6 REFERÊNCIAS
ESCOLADEMECANICA. 2007. Disponível no endereço eletrônico
<_http://escolademe
canica.wordpress.com/2007/11/18/lubrificante-20w40-50-o-que-significa-
aviscosida
de//>, acessado em: 28 nov 2011 às 08h22minh.
SCRIBD. 2011. Análise de lubrificantes. Disponível no endereço eletrônico
<_http://pt.scribd.com/doc/55971621/Analise-de-Lubrificantes>, acessado
em 27 Nov 2011 às 18h14minh
DE MAGALHÃES BORGES, Felipe M. ALVES, Salete M. BICUDO, Tatiana de
Campos. Apostila de Aulas Práticas-2011.2, do componente curricular de
Química Tecnológica do Bacharelado de Ciência e Tecnologia da Universidade
Federal do Rio Grande do Norte, Natal: 2011.
7 ANEXOS
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