Mecânica dos fluidos/Viscosímetros por cisalhamento

Viscosímetro oscilatório

Viscosímetro de pistão oscilante.

O viscosímetro de pistão oscilante ou viscosímetro eletromagnético consiste de um pistão metálico que se move dentro de uma câmara cheia de fluido, sob a influência de um campo eletromagnético oscilante. O período da oscilação do pistão é proporcional à viscosidade, para uma dada intensidade do campo. O próprio medidor consegue manter a temperatura do fluido constante durante a medição.

Esse instrumento pode ser usado para medição on-line de viscosidade.

Viscosímetro rotativo

Viscosímetro Brookfield

Esquemático de viscosímetro coaxial: 1-Cilindro girante; 2-Fluido; 3-Parede externa.

Este viscosímetro consiste em um disco ou cilindro que gira em velocidade constante, movido por um motor síncrono de precisão, dentro de um reservatório cilíndrico. O reservatório deve ser largo o suficiente para que as paredes não influam no fluxo. A superfície do elemento girante é frequentemente trabalhada de maneira a aumentar o atrito. O fluido preenche os intervalos lateral e inferior entre o elemento girante e as paredes. A faixa de medição típica vai de 5 a 400000 cP.

Outras geometrias são possíveis:

• cilindros concêntricos (ou coaxial ou Couette): ambos os cilindros podem girar, o que faz com que a velocidade de cisalhamento seja maior; o espaço entre os cilindros é diminuto; usado para fluidos com baixa viscosidade;
• câmara dupla: variação do coaxial, possui uma parede que divide ao meio o espaço lateral entre os cilindros; usado para fluidos de baixa viscosidade, porque a área de atrito praticamente dobra;
• cone: o elemento girante é um cilindro terminado em baixo por um cone, com ângulo de abertura de menos de 4º; usado para fluidos com viscosidade maior;
• cavidade vazia: o elemento girante é um cilindro terminado em baixo por uma câmara onde se armazena ar; usado quando se quer determinar a amplitude de algum efeito de bordas e quinas sobre o fluido.

No viscosímetro de Stormer, tipo antigo de viscosímetro coaxial, a rotação dos cilindros era obtida por meios puramente mecânicos (uma mola tensionada ou um peso de referência); media-se a velocidade angular resultante, que é proporcional à viscosidade do fluido.