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 viscosímetros
1. Viscosímetro de escoamento do líquido
2. Viscosímetro de cisalhamento (corpo imerso)
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 orifíciospadrão 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.
Imagem de um viscosímetro de orifício ou de copo.
Imagem de um viscosímetro de orifício
adaptadores de diferentes diâmetros de orifício.
com
1.2 Viscosímetro capilar
A viscosidade é medida pela velocidade de escoamento
do líquido através de um tubo capilar de vidro.
A viscosidade é obtida
pela expressão:
μ1
μ2
=
ρ1. t1
ρ2 . t2
onde:
μ1 é a viscosidade do líquido em teste
μ2 é a viscosidade do líquido referência
ρ1 é a densidade do líquido em teste
ρ2 é a densidade do líquido referência
t1 é o tempo de escoamento do líquido em teste
t2 é o tempo de escoamento do líquido referência
Imagem de um viscosímetro capilar tipo
Cannon-Fenske.
Algumas concepções do viscosímetro de escoamento capilar.
2.1 Viscosímetro de esfera
A 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.
Imagens de viscosímetros de esfera.
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.
Parte fixa
(recipiente)
Parte móvel
(cilindro)
Imagem de um viscosímetro rotacional.
Imagem de um
viscosímetro rotacional.
?
Parte móvel
(cilindro)
Parte fixa
(recipiente)
Diferentes cilindros (de acordo
com a viscosidade do líquido)
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
?
Detalhe da haste vibratória
Imagem de um viscosímetro de ressonância.
Imagem de um viscosímetro de ressonância com
dispositivo de leitura.
Viscosímetro capilar de linha
Empregado para se determinar a viscosidade de
líquidos em escoamento em regime laminar e hidrodinamicamente 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.
Medição de viscosidade em bioprocessos
- Viscosímetro rotacional
• 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 características 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.)