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Reômetros e viscosímetros. PrincipioEquipamento Escoamento num duto Viscosímetro capilar Reômetro de dutos Escoamento entre duas placas Reômetro de fenda.

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1 Reômetros e viscosímetros

2 PrincipioEquipamento Escoamento num duto Viscosímetro capilar Reômetro de dutos Escoamento entre duas placas Reômetro de fenda Escoamento rotacional Reômetros rotacionais Métodos mais usuais para determinar propriedades de fluidos e pastas

3 Viscosímetro capilar Este viscosímetro capilar é utilizada basicamente em laboratório para determinar as viscosidades de fluidos newtonianos( hidrocarbonetos, cetonas, óleos, álcoois, etc.) Mede-se o tempo de escoamento de um fluido num duto capilar de vidro, referido a um fluido padrão: Ostwald Cannon-Fenske

4 D L O escoamento de um fluido por gravedade num duto capilar em regime laminar :

5 Fluido 1 Fluido 2 (1) (2) Dividindo a eq. 1eq.2

6 Reômetro de dutos Trabalha por extrusão e se mede a vazão em função da pressão aplicada Por exemplo para um fluido de lei da potência : Pressão P1P1 P2P2 Vazão= volume que escoa/tempo L

7 Reômetro de fenda Reômetro de fenda : Mede-se a vazão em função da diferencia de pressão Fluidos não-newtonianos-pastas na saída do extrusor

8 CSL 2 : Reômetro rotacional CSL 100 Rheometer Lubrificação a ar Sistema de Medida ou sensor Celula de Control de Temperatura Control de gap 2

9 Esquema do sistema com controle de tensão AR 1000 Eixo l l Cabeçote do Reômetro t t Lubrificação a ar t t motor t t Medidor optico l l Amostra-prato t t Peltier l l Coluna t t Sensor Base do Reômetro

10 Reometro de cilindros concentricos R1 R2

11 Tensão de cisalhamento Ü Ü Num reômetro com tensão controlada,o valor da tensão é fixado pelo operador. A tensão é calculada como: = K * Onde = Tensão de cisalhamento K = Constante = torque Ü Ü A constante, K, é uma constante que depende da geometria.

12 Taxa de cisalhamento Ü ÜEm um reômetro com tensão controlada, the a taxa de cisalhamento é medida pelo instrumento em função da velocidade de rotação. O calculo da taxa é : = K * Onde = taxa de cisalhamento K = Constante = velocidade angular em rad./sec. A constante, K, depende da geometria.

13 Placas disponíveis 2cm 4cm 6cm Tensão de cisalhamento Gap Taxa de cisalhamento Decreases Increases 0 Infinito

14 l l Estabeleça um gapde pelo menos 10 x o tamanho da partícula ou gota l l O mínimo gap deve ser 1000 micrones Escolha do Gappara a geometria de placas paralelas Plate & Plate 1) Set Gap & Trim Edge Plate & Plate 2) Close microns

15 Cones: ângulos e diâmetros 2cm 4cm 6cm Tensão de cisalhamento ângulo Taxa de cisalhamento Decresce Aumenta

16 Cilindros Concêntricos Constante: K = 2 1-(R 1 /R 2 ) 2 Constante: K = 1,000 L(R 1 ) 2 L(R 1 ) 2 á rea superficial maior para obter medidas que requerem baixas tensões ; Ü ÜPossibilidade de ter efeitos de cisalhamento na carga do material; Ü ÜBom pata testes de suspensões de limitada estabilidade. Ü ÜOnde R 1 e R 2 são os raios do cilindro e o copo

17 Limitações do Cone & Placa para dispersões - Gap fixo ! Cone & Placa Truncamento = Gap Truncamento: 1 grau ~ microns 2 grau~ 60 microns 4 grau ~ 120 microns Gap deve ser > ou = 10 [diâmetro de partícula !!

18 Viscosímetro de esfera Mede-se o tempo de queda da esfera(newtonianos) Fluidos newtonianos Outros

19 = deformação = taxa de deformação = Stress K = Strain Constant K = Stress Constant = Angular Motor Deflection M = Torque in Radians Gc = Gravity constant = Pascals (SI) = dyn/cm 2 (cgs) = Motor angular velocity in radians/sec. = Cone angle in radians H = Gap for parallel plate in mm R = Radius of plate or cone in mm R1 = Radius of concentric cylinder bob in mm R2 = Radius of concentric cylinder cup in mm Simbologia


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