Fenomenos De Transporte

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E
INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
ACADEMIA DE OPERACIONES UNITARIAS

MANUAL DE PRÁCTICAS DEL
LABORATORIO DE FUNDAMENTOS DE FENOMENOS DE TRANSPORTE
PRACTICA No. III

DETERMINACIÓN DE LA VISCOSIDAD DE FLUIDOS

CONTENIDO
1. OBJETIVO
2. CONSIDERACIONES TEORICAS
3. EQUIPO Y ACCESORIOS UTILIZADOS
4. PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN5. TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES
6. SECUENCIA DE CÁLCULOS
7. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
8. CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES
9. BIBLIOGRAFÍA

Elaboraron: M. en C. Benjamín Marcos Marín Santibáñez, M. en C. Francisco Rodríguez
Gonzalez, Ing. Martha Elena García Ruíz.

1. OBJETIVO
El objetivo de esta práctica es obtener el comportamiento en flujo o reológico de dos
fluidos a través de sus curvasde flujo, utilizando un viscosímetro rotacional de cilindros
concéntricos y determinar sus viscosidades de corte de estos fluidos.

2. CONSIDERACIONES TEORICAS
Desde el punto de vista teórico, para determinar de la viscosidad de un fluido es
necesario establecer relaciones entre las variables dinámicas (como el esfuerzo de corte) y
variables cinemáticas (como la rapidez de corte). En estetipo de ecuaciones, en las cuales
existe una proporcionalidad de las variables antes mencionadas, son llamadas ecuaciones
constitutivas y dictan el comportamiento de los fluidos en flujo.
Por otro lado, la representación grafica del esfuerzo de corte vs. la rapidez de corte o
de deformación (gradiente de velocidad) es llamada curva de flujo y ésta es una
herramienta de gran utilidad, ya queaporta información acerca del tipo de comportamiento
del fluido en flujo. En general, los fluidos se pueden clasificar empleando la ley de Newton
de la viscosidad, dada por,
������ = ������ ������ ,

(1)

donde  es la viscosidad del fluido. La ecuación (1) es el ejemplo más sencillo de una
ecuación constitutiva y describe el comportamiento bajo flujo de un conjunto de fluidos que
sonllamados newtonianos. La principal característica de este tipo de fluidos es que su
viscosidad de corte es constante, es decir, la razón del esfuerzo de corte y la rapidez de
corte o de deformación es constante. La curva de flujo de este fluido es una línea recta de
pendiente , como se muestra en la figura 1.

Figura 1. Diferentes comportamientos reológicos que pueden exhibir los fluidos bajoflujo.

Por otro lado, si el fluido que se está caracterizando reológicamente no obedece la
ley de Newton, entonces, se dice que el fluido es no newtoniano. En el caso de los fluidos
no newtonianos su viscosidad de corte varía con la rapidez de corte, como es el caso de los

fluidos adelgazantes o pseudoplásticos y los espesantes o dilatantes. Un fluido adelgazante
es aquel cuya viscosidad decorte disminuye cuando la rapidez de corte aumenta, mientras
que para un espesante su viscosidad aumenta con el incremento de la razón de corte.
El comportamiento en flujo de los fluidos antes mencionados se puede describir
utilizando un modelo fenomenológico llamado de ley de potencias o modelo de OstwaldDe Waele dado por la siguiente expresión:
������ = ������������ ������ .

(2)

dondem es el índice de consistencia con unidades de Pasn y n es el índice de ley de
potencias, el cual representa la pendiente de la curva del esfuerzo y la rapidez de corte en
escala logarítmica. La clasificación de los fluidos utilizando este modelo se realiza con el
valor que n puede tomar. Si n=1 entonces la ecuación (2) se reduce a la ley de Newton de la
viscosidad dada por la ecuación (1),donde m es igual a la viscosidad del fluido. Luego,
para n1 el modelo describe el comportamiento del fluido espesante o
dilatante.

3. EQUIPO Y ACCESORIOS UTILIZADOS
3.1 Materiales (Fluidos).
Para el desarrollo de esta práctica se emplearán dos fluidos diferentes, un aceite de
transmisión de la marca Quaker State SAE 140 y un shampoo de la marca Vanart color
verde. La temperatura a la...