Reômetro para lamas utilizadas na fabricação de moldes para microfusão

Resumo

Este trabalho comprova a viabilidade na utilização de dispositivos sensores da tensão de cisalhamento, para efetuar medidas indiretas de viscosidade e densidade, e que efetuam estas medidas na mesma linha de processo, em sistemas com fluidos em movimento rotacional. Para a medição da viscosidade são utilizados extensômetros de resistência elétrica (EREs), colados num conjunto de hastes que são colocadas de forma paralela ao fluxo do fluido em movimento, de maneira que a força de arrasto, desenvolvida pelo fluido nas hastes, devido à força de atrito, ocasiona uma deformação mecânica relativa, que é proporcional à viscosidade do fluido. A medição de densidade, também, utiliza extensômetros de resistência elétrica, colados numa outra haste, sentindo o arrasto devido à pressão ocasionada pelo movimento do fluido. As hastes são colocadas de forma transversal ao fluido em movimento. Dessa maneira, a força de arrasto, devido ao diferencial de pressão, é proporcional à densidade do fluido sob teste. Os valores de viscosidade e densidade são calculados, utilizando medidas da velocidade angular do fluido no ponto onde estão colocadas as hastes, do nível e da temperatura ambiente. Os valores, encontrados nas medidas práticas, são aceitáveis quando comparados com outros métodos de medida, utilizados como o copo Zahn, e com a vantagem de que as medidas são feitas na linha de processo, o que aumenta a confiabilidade e diminui o tempo de resposta do sensor. Uma outra vantagem é que o erro total da medida pode ser estimado com bastante exatidão, pois os sinais envolvidos são de natureza elétrica e permitem o tratamento via computador, possibilitando, assim, a monitoração e um controle mais acurado do processo.
Palavras-chave: Instrumentação; viscosímetros; reômetros; microfusão.

Abstract
The aim of this work is to prove the viability of using resistive strain gauges to indirect measures of viscosity and density on process, at rotating fluids. It was used metallic plates with bonded strain gauges to measure viscosity. They were placed parallel to the fluid flow in a way that the drag measure caused by friction produces a mechanical strain that is proportional to the fluid viscosity. Strain gauges bonded on plate are also used for measures of density , sensing the drag due to the differential pressure originated by the changes of the flow. The plates were placed in transversal direction to the fluid flow, so that thedrag is proportional to the density of the fluid. The viscosity and density values are calculated using the angular velocity, the level of the fluid and the environmental temperature. The viscosity and density values found in the practical measurement were quite acceptable when compared with other methods of measurement that use the Zahn glass, e.g., and with the advantage that the measurement is done on process, increasing the reliability and decreasing the response time of the system. Other advantage is that the error of the measurement can be estimated with good accuracy, because it involves electrical signals allowing computer treatment, real-time monitoring and process control.
Key words: Instrumentation; viscosimeter; rheometer; investment casting.