terça-feira, 12 de fevereiro de 2008
Conclusão
Gostamos de realizar este trabalho pois sabemos que nos vai ser util mais tarde , termos algum connhecimento sobre isto.
Esperamos que fiquem esclarecidos com a informação fornecida.
quarta-feira, 12 de dezembro de 2007
viscosidade de liquidos ||
A viscosidade é uma propriedade importante dos fluidos de perfuração. Um fluido mais viscoso possui maior capacidade de suspender os resíduos da perfuração até a superfície. Todavia, é necessário uma maior pressão para o bombeamento de fluidos muito viscosos, resultando em desgaste adicional no equipamento de perfuração. Os fluidos viscosos também são mais difíceis de separar dos resíduos de perfuração.
Uma maneira de se testar a viscosidade de um líquido é observando o tempo gasto por um objeto afundando nele. Pode-se também comparar os níveis de viscosidade confrontando-se os tempos que os objetos levam para afundar nos diferentes líquidos.
Água
Óleo infantil (ou qualquer outro óleo suave fácil de se obter)
xampu colorido claro ou suave
Frasco de plástico transparente com capacidade para 444 ml ou um pouco maior, com tampa que feche firmemente
uma caixinha de filme de 35mm ou um objeto pequeno similar
Um cronômetro com precisão para décimos ou centésimos de segundo
Bola de gude pequena o suficiente para passar pela boca do frasco
Caneta com tinta permanente, para marcação
Óculos de proteção
Uma tabela como a mostrada a seguir para registrar os resultados
2. Insira uma bola degude no frasco, preencha o frasco com água até a boca e feche-o firmemente.
3. Inverta o frasco e observe a bolinha descendo pela água. (ela desce bem rápido.)
4. Com o cronômetro, tente medir o tempo que leva para que a bola de gude desça de uma linha à outra no frasco, à medida que você o inverte. (Isso é quase impossível de se fazer, porque a bola desce muito rapidamente. A água não possui muita viscosidade.)
5. Vamos tentar uma outra técnica. Coloque o frasco deitado de lado com a tampa sobre uma caixinha de filme ou outro objeto parecido. Isto cria uma rampa suave para a rolagem da bola de gude. Se a rampa não for muito íngreme, a bola irá rolar através da água devagar o suficiente para você medir o seu tempo.
6. Levante o fundo do frasco de forma que a bolinha role até a extremidade da tampa.
7. Posicione o fundo do frasco de volta para baixo rápido mas suavemente. Utilize o cronômetro para medir o tempo que a bola de gude percorre de uma linha à outra no frasco.
8. Registre o tempo gasto na coluna de Água da tabela de dados oposta do teste 1.
9. Repita quatro vezes mais e calcule o tempo médio para a água.
10. Subsititua a água no frasco por óleo infantil. (Ou, derrame óleo infantil em um frasco idêntico com marcas nos mesmos lugares.) Introduza a bola de gude e feche firmemente a tampa. Repita os passos de 5 a 9 para obter os resultados do óleo infantil.
O que é a viscosidade ?
Onde a constante μ é o coeficiente de viscosidade, viscosidade ou viscosidade dinâmica.
Medida da viscosidade de um gás mediante um tubo capilar
Suponha um tubo capilar de raio r e comprimento L pelo qual flui um gás quando a diferença de pressão em seus extremos é p-p0
A lei de Poiseuille que foi deduzida para um fluído viscoso incompressível, afirma que a vazão volumétrica G=dV/dt (volume de fluído que atravessa a secção normal do capilar na unidade de tempo) é diretamente proporcional ao gradiente de pressão ao longo do tubo, logo ao quociente (p-p0)/L.
Agora então, para um gás que flui através do tubo capilar, o volume de gás que entra na unidade de tempo a uma pressão p não é igual ao volume que sai do tubo a pressão p0 (atmosférica) devido a compressibilidade dos gases. No entanto, a massa de gás que entra na unidade de tempo é igual a massa de gás que sai na unidade de tempo.
Escrevemos a lei de Poiseuille da forma
dV/dt é o volume de gás que atravessa a secção normal do tubo capilar situada a uma distância x do extremo do tubo, na unidade de tempo. dp/dx é o gradiente de pressão nesta posição.
Tendo em conta a lei dos gases ideais p·V=nRT
n é o número de moles n=m/M ,
m é a massa de gás contida no volume V,
M o peso molecular,
R=8.3143 J/(K·mol) a constante dos gases
T a temperatura absoluta.
A lei de Poiseuille é escrita
O sinal menos aparece por que a pressão p do gás diminui a medida que sai pelo tubo capilar
Integramos esta equação tendo em conta que dm/dt é constante ao longo do tubo capilar. A pressão no extremo x=0 do tubo capilar é p e a pressão no outro extremo x=L é p0 (atmosférica).
O dispositivo experimental
Na figura, é mostrada a situação inicial do dispositivo. O manômetro de mercúrio a esquerda, o volume V0 da região compreendida entre o mercúrio e o tubo capilar, o tubo capilar de comprimento L e raio r.
O gás cuja viscosidade vamos medir, é introduzido na região compreendida entre o mercúrio do manômetro e o capilar, até alcançar a pressão p desejada.
A pressão inicial do gás é
p=p0+2ρgh0
O volume inicial do gás é
V=V0+S·h0
Sendo S a secção do manômetro
Quando é alcançada a pressão desejada, é aberta a chave situada no extremo do capilar, o gás flui através do mesmo impulsionado pela diferença de pressão p-p0, a diferença de alturas 2h dos níveis de mercúrio nos dois ramos do manômetro vai diminuindo.
Fonte:
http://www.fisica.ufs.br/CorpoDocente/egsantana/fluidos/dinamica/visco_gas/visco_gas.htm
Medida da viscosidade de um gás mediante um disco que gira
I·α=-Mω=ω0-α·t
Como vamos demonstrar a seguir, o efeito da viscosidade do gás sobre um disco em rotação é que sua velocidade angular diminua de forma exponencial com o tempo
ω=ω0·exp(-k·t)
O dispositivo experimental consta de um disco de raio R, que pode girar ao redor de um eixo vertical com um atrito muito pequeno nos rolamentos. O disco de massa m está suspenso pela pressão do gás a uma altura h (muito pequena) acima de uma superfície plana.
Quais os factores que alteram a viscosidade, além da temperatura?
Robert Harries dizA viscosidade de um líquido puro varia, em sua maior parte, de acordo com a temperatura. A pressão tem um efeito pequeno (muito inferior ao da temperatura) sobre a viscosidade de um gás, e o efeito da pressão em um líquido é extremamente pequeno.Bob Holicek acrescenta:Outros fatores podem entrar no jogo quando consideramos líquidos multifásicos – uma mistura de líquido, sólido e gás. Essas misturas são comumente encontradas no petróleo cru que flui para cima em um poço petrolífero – parte do petróleo costuma se transformar em gás à medida que a pressão diminui, e a mistura também pode incluir água, fragmentos de rochas, cera e alcatrão. Nesse caso, a fração de cada fase irá afetar a viscosidade da mistura. Espumas – misturas de gás e líquido – e emulsões – misturas de líquidos – normalmente têm uma viscosidade aparente mais alta do que as fases individuais isoladas. No caso de polímeros (grandes moléculas orgânicas formadas pela combinação de várias moléculas menores, p. ex. plásticos), a viscosidade é geralmente mais alta para polímeros com maiores pesos moleculares – moléculas maiores levam a viscosidades maiores.Uma solução diluída de um polímero em um solvente, por exemplo água, pode exibir comportamento “power-law” – ela pode ter alta viscosidade sob “low shear”, mas baixa viscosidade sob “high shear”. A água em si é newtoniana, mas a introdução do polímero em concentrações (por peso) de 0,2 % pode ter um efeito significativo em seu comportamento reológico.
Karl-Heinz Marx diz:Alguns meios demonstram uma mudança de viscosidade dependendo da velocidade ou da força que você usa; ela pode aumentar (quanto mais rápido você se move, maior a viscosidade) ou diminuir (meio tixotrópico). Para mais informações, veja estas páginas sobre reologia (o estudo de fluxo incomum) de Central Chemical Consulting (Austrália – em inglês). Veja também dois experimentos no Laboratório de Ciências SEED Ketchup: Grosso ou Fino? e Amido de Milho e Água: É Líquido ou Sólido?
\Greg Kubala acrescenta:Além da temperatura, a viscosidade do mesmo líquido pode variar com tensão repentina e com a pressão. Veja o website do Mundo da Ciência de Eric Weisstein com informações sobre a matemática-física por trás dessa dependência (em inglês).
terça-feira, 11 de dezembro de 2007
Viscosidade de líquidos
(Baixa viscosidade - alta viscosidade)
(Lamelar)
(Turbulento)