Viscosità

Materie:	Appunti
Categoria:	Meccanica
Voto:	1 (2)
Download:	548
Data:	28.07.2009
Numero di pagine:	4
Formato di file:	.doc (Microsoft Word)

ITIS
“E. MATTEI”
SONDRIO
LABORATORIO
DI
MECCANICA
Esercitazione n°: 1
Alunno: Volpi Valerio
Classe : 3^
Sezione: A
Tema dell’esercitazione:
Prova di viscosità
Schema dell’ esercitazione:
Strumenti ed attrezzature:
➢ Viscosimetro
➢ Beuta graduata da 250 ml
➢ Contenitori vari
➢ Due termometri
➢ Cronometro
➢ Livella
CONDUZIONE PROVE
Per prima cosa si deve utilizzare la livella per portare il viscosimetro perfettamente orizzontale, utilizzando i piedini regolabili, in modo tale che la vaschetta interna fosse posta in maniera corretta. Successivamente nella vaschetta esterna si è portata l’acqua alla temperatura di 20°C attraverso due resistenze di diversa portata e con un termometro si osservava che l’acqua fosse a corretta temperatura. Nella vaschetta interna, invece, si inserisce il fluido in esame fino a portarlo a livello indicato dalle tre punte poste a 180° di distanza. Viene chiuso il coperchio, facendo attenzione che l' otturatore chiuda perfettamente il foro alla base. Si attende, agitando il liquido riscaldante, che il liquido di riferimento sia arrivato alla temperatura stabilita, utilizzando sempre un termometro, e si solleva l'otturatore. Si misura il tempo di deflusso prima a 100cc seguendo le indicazioni di livello liquido del recipiente di raccolta e successivamente a 200cc. Si è eseguita questa operazione per tutti i fluidi in esame. Il rapporto fra il tempo di deflusso del liquido in esame e quello dell'acqua distillata rappresenta la viscosità relativa in gradi Engler.
OLIO IDRAULICO
Esistono due principali standard di classificazione: quello SAE (Society of Automotive Engineers) e quello ISO (International of Standard Organization). La classificazione SAE è usata prevalentemente nel campo dell’autotrazione (auto, camion, mezzi agricoli, ecc.); quella ISO come di consueto principalmente nell’industria. Esistono undici gradazioni SAE per gli oli motore e vengono indicate con un numero che rappresenta la viscosità alla temperatura standard di riferimento; gli oli multigrado, hanno una doppia indicazione in quanto si comportano diversamente al variare della temperatura. L’indicazione è seguita, nel caso degli oli monogrado, dalla lettera W iniziale della parola Winter (= inverno, in inglese) e specifica gradazione a freddo (-17.8° C); nel caso degli oli multigrado si fa seguire alla lettera W un secondo numero che indica la viscosità a caldo (98.8° C).

LEGENDA
T1-T2 = Termometri
O = Otturatore
A = Agitatore
V1 = Vaschetta interna
V2 = Vaschetta esterna
M = Matraccio graduato
VISCOSITA’
La viscosità è la proprietà di una sostanza che ne definisce il comportamento rispetto ad una forza applicata, misurabile dalla forza necessaria a conservare in stato stazionario il gradiente di velocità fra due strati fluidi paralleli. La viscosità, nei fluidi è causata dall’attrito interno fra le molecole del fluido stesso . Nel caso dei gas e dei liquidi, l’origine della viscosità è differente per il fatto che è diverso il modo con cui avviene lo scambio di quantità di moto tra le molecole di due strati fluidi adiacenti. Nei gas la viscosità è indipendente dalla densità e dipende invece dalla temperatura, nei liquidi, invece, la viscosità diminuisce all’aumentare della temperatura.
La viscosità è molto importante dal punto di vista tecnico, sia per quanto riguarda i problemi di lubrificazione, che per quanto riguarda il moto di correnti fluide entro le condutture. L’unità di misura della viscosità dinamica è il kg al metro e al secondo, oppure il poise, definito come 0,1 newton sec/m². Per la misura della viscosità si usano i viscosimetri, nei quali, in genere, si misura il tempo di efflusso del fluido attraverso il capillare.
VISCOSIMETRO
Il viscosimetro è un apparecchio per determinare sperimentalmente il coefficiente di viscosità di un qualsiasi fluido. Esistono vari tipi di viscosimetri:
➢ Viscosimetro di Ostwald: basato sulla misurazione del fluido attraverso un capillare.
➢ Viscosimetro di Engler: basato sulla misurazione del tempo di caduta del fluido passante per un forellino.
➢ Viscosimetro di Stokes: basato sulla misurazione della velocità di caduta di una sferetta nel liquido in esame.
VISCOSIMETRO ENGLER
Misura la viscosità, in genere, di un olio. E' un viscosimetro a regime turbolento che misura la viscosità relativa riferita all'acqua. Essa è espressa in gradi Engler e rappresenta il rapporto fra il tempo di deflusso in secondi di 200 ml del campione, attraverso un foro capillare calibrato, ed il tempo impiegato da 200 ml di acqua distillata a 20 C°. E’ costituito da un recipiente metallico in ottone con al centro della base un foro, comunicante con un piccolo capillare calibrato, attraverso il quale dovrà defluire il liquido. Sulle pareti interne del recipiente, una serie di tre punte, poste a 120° l'una dall'altra, segnala il livello che deve raggiungere il liquido per la misura. Il recipiente è munito di coperchio a doppia parete con due fori, uno per il termometro che misura la temperatura del liquido e l'altro per l’ otturatore, perfettamente sagomata per chiudere il foro di deflusso. Un secondo vaso metallico in ottone, disposto complanare al primo, funziona da termostato ed è dotato di termometro e di agitatore a palette da azionare a mano. In questo recipiente viene posto il liquido riscaldante che dovrà portare il campione alla temperatura di prova.
RISULTATI PROVE
Elemento
Temperatura (°C)
Tempo a 100cc
Tempo a 200cc
Viscosità
(°E)
Acqua
demineralizzata
20
24
52
1
Acqua
zuccherata
20
26
58
1,10
Acqua
Salata
20
24
55
1,03
Olio
Idraulico
20
218
475
9,11
Per il calcolo della viscosità sono state utilizzati la seguenti formule:
°E= Tempo elemento a 100cc / Tempo acqua distillata a 100cc
°E= Tempo elemento a 200cc / Tempo acqua distillata a 200cc
(a 20°C) e si è eseguita la media aritmetica di questi risultati.
CONSIDERAZIONI PERSONALI
Abbiamo potuto constatare la diversità di viscosità di alcuni fluidi e abbiamo notato che l’olio idraulico è quello che ha maggiore viscosità perché serve per la lubrificazione dei motori. Mentre l’acqua distillata è quella con viscosità minore, la quale è stata usata come campione di riferimento. Dovevamo eseguire anche una misurazione sulla viscosità dell’olio alimentare extra vergine di oliva ma dato l’eccessivo spreco e prezzo non è stato possibile effettuare la prova.