ÁREA: Materiais
TÍTULO: TRANSFERÊNCIA DE CALOR EM ÓLEOS LUBRIFICANTES NOVO E USADO.
AUTORES: LEANDRO DA SILVA RIBEIRO (UNUCET/UEG) ; ORLENE SILVA DA COSTA (UNUCET.UEG)
RESUMO: Esta investigação trata da transferência de calor em óleos lubrificantes automotivos de mesma marca, um novo e outro usado. Os ensaios foram conduzidos em recipiente metálico, cilíndrico, termicamente isolado no topo e na base, de modo que o transporte de calor somente ocorresse radialmente. À extremidade superior do recipiente foram fixados 4 termômetros, dispostos radialmente e eqüidistantes. O óleo contido nesse sistema foi submetido à transferência de calor unidimensional em regime transiente, quando inserido em banho termostatizado. Os perfis de temperatura em função do tempo revelaram comportamentos semelhantes ao transporte de calor entre os óleos novo e usado. Entretanto, o óleo usado aqueceu-se mais rapidamente que o óleo novo, além de ter alterado diminuído sua massa específica.
PALAVRAS CHAVES: calor, óleos, lubrificantes.
INTRODUÇÃO: Os óleos lubrificantes automotivos são misturas de óleos básicos e aditivos, os quais são empregados para evitar o atrito, o desgaste entre superfícies e a corrosão, além de refrigeração do motor, manutenção de boas condições de fluxo e remoção de resíduos mantendo-os em suspensão no óleo. Portanto, a vida útil de um motor pode ser prolongada, com a utilização dos lubrificantes (SOUZA, 2000).
Um fato que deve ser levado em consideração é a característica dos óleos automotivos quando submetidas à elevadas temperaturas, uma vez que eles não são usados à temperatura ambiente. Segundo HUS (2004), na união de contato lubrificada, a temperatura e a pressão são ligeiramente altas. Os óleos sofrem alteração com o aumento da temperatura, sendo a sua degradação sob condições de operação, um problema que envolve elevadas percas monetárias.
CARRETEIRO e MOURA (1989) afirmam que a viscosidade é uma das principais propriedades físicas a ser caracterizada nos óleos lubrificantes, uma vez que ela determina a capacidade de carregamento de carga, bem como de características como fluidez e fluxo de calor devendo ser mantida dentro de limites pré-estabelecidos.
O objeto de investigação deste trabalho foi comparar o comportamento ao transporte de calor de dois óleos lubrificantes, de mesma marca, um novo e outro usado.
MATERIAL E MÉTODOS: Um sistema de transferência de calor foi construído a partir de um recipiente metálico, cilíndrico, de 188,22 mm de diâmetro, 1,52 mm de espessura da parede e 55,38 mm de altura, termicamente isolado nas extremidades superior e inferior com uma camada composta de isopor e cortiça, de modo que a transferência de calor somente ocorresse radialmente pela parede lateral. À extremidade superior do recipiente foram fixados quatro termômetros digitais, dispostos radialmente e eqüidistantes (Figura 1).
Óleo lubrificante automotivo novo (sem uso), do tipo SAE 20W-50, foi contido no recipiente cilíndrico. Em seguida, mediram-se as temperaturas iniciais. Após, o sistema foi inserido em um banho termostatizado à temperatura constante de 60 oC, temperatura alcançada em motores automotivos. A operação de transmissão de calor ocorreu em regime transiente e unidirecional. As temperaturas foram registradas ao longo do tempo. O mesmo procedimento experimental foi realizado com outro óleo lubrificante automotivo, da mesma marca só que desta vez usado após o automóvel rodar 5000 km.
As massas específicas dos óleos lubrificantes, novo e usado, foram estimadas por meio da determinação da massa, em balança semi-analítica, contida em um volume conhecido. Esta estimativa foi feita cinco vezes para cada óleo. As massas específicas foram determinadas à temperatura ambiente (25 oC) e após o aquecimento (59 oC).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Apesar dos perfis de temperatura em função do tempo para os óleos lubrificantes, novo e usado, apresentaram comportamentos semelhantes, o óleo após o uso aqueceu mais rapidamente (Figura 2). As curvas de temperatura versus tempo para o óleo novo mostraram-se mais espalhadas, ao contrário das curvas para o óleo usado que se mantiveram mais sobrepostas, corroborando com a observação anterior.
Verificou-se um aumento na massa específica do óleo novo quando submetido à temperatura de 59°C, de 890,84 para 901,75 kg.m-3, porém a massa específica do óleo usado diminuiu de 952,5 para 907,25 kg.m-3. Possivelmente este aspecto se deva ao tipo de óleo SAE aW-b, que possui propriedade multiviscosa, recomendados para altas e baixas temperaturas, pois se comportam como óleos mais "finos" no inverno, causando menor resistência à partida do motor e se comportam como óleos viscoso no verão, protegendo as peças. O óleo novo ainda não perdeu suas propriedades de uso, quando aquecido permanece com elevada viscosidade, em contraposição, ao óleo usado que já perdeu esta característica.
CONCLUSÕES: Ambos os óleos, novo e usado, mostraram comportamento semelhantes em relação ao tranasporte de calor, apesar do óleo usado mostrar propriedades condutoras uma pouco mais elevada. A diferença de densidade entre os óleos, usado e novo, do tipo em relação ao aquecimento, parece revelar que o óleo usado perde suas propriedades mutivicosas características dos óleos SAE 20W-50.
AGRADECIMENTOS: UEG,unucet
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: CARRETEIRO, R. P.; MOURA, C. R. S. Lubrificantes e lubrificação. São Paulo, Makron Books, 1989.
HUS, S. M. Nano-lubrication: concept and design. Triboloy International. n.37, 2004, p.537-545.
SOUZA, M. S. M. Métodos analíticos para lubrificantes e isolantes. Química e Derivados, n.382, p.20-28, 2000.
