Práctica Viscosimetría

M24. VISCOSIMETRÍA. FLUIDOS NEWTONIANOS Y
NO NEWTONIANOS.

23 de marzo de 2013

Resumen
En esta práctica hemos comprobado la dependencia lineal entre la velocidad de deformación y el esfuerzo cortante de dos uidos newtonianos, además de medir su viscosidad
mediante procedimientos experimentales. Hemos estudiado y clasicado el comportamiento
reológico de un uido no newtoniano conpropiedades independientes del tiempo. Finalmente hemos obtenido el reograma de un uido no newtoniano con propiedades dependientes
del tiempo, trazando así su ciclo de histéresis, además de observar las variaciones de su
viscosidad en fución de la velocidad de deformación.
1.

INTRODUCCIÓN
En la actualidad el estudio de la viscosidad de los uidos se ha visto muy diversicado, debidoprincipalmente al comportamiento heterogéneo de aquellos que se emplean a nivel industrial,
tales como las pinturas, suspensiones, emulsiones, polímeros fundidos, entre otros. En donde la
naturaleza química de éstos, ya sea por la presencia de partículas coloidales, macromoléculas o
agregados al uido base, muestra que la viscosidad depende de las condiciones de ujo y de la
velocidad con que estosuidos se mueven, alejando totalmente la idea clásica de una viscosidad
newtoniana. Este tipo de uidos han sido clasicados como uidos no newtonianos.
En esta práctica podremos observar, a través del estudio de sus reogramas, los diferentes
comportamientos de los uidos newtonianos y no newtonianos.

2.

MATERIAL
El dispositivo experimental utilizado ha sido un viscosímetro Brookeld DV-II,capaz de

medir de la viscosidad de diferentes uidos y útil por tanto para el estudio reológicos de los
mismos.

1

La medida de la viscosidad se lleva a cabo mediante la determinación del par de torsión
que es necesario para hacer girar un elemento sumergido en la muestra, mediante un rotor
sincrónico con un muelle de torsión calibrado de Be-Cu.
El nuestro venía equipado con unmuelle de torsión calibrado para medir hasta un momento
máximo de:

Mmax = 0, 0673 mN m
El uido a medir se vierte entre dos cilindros metálicos y coaxiales:
Un husillo cilíndrico de diámetro

2Ri = 9, 40 mm
y longitud efectiva

L = 24, 33 mm
enroscado en el rotor del viscosímetro a través de un acoplamiento en forma de S y un
tornillo según se indica en la gura:

Una vasija cilíndricade diámetro

2Re = 18, 70 mm
que es el portamuestras y que se ha de llenar con 10 cm3 del uido a medir, lo vemos en
la imagen:

2

La velocidad angular del rotor y, por tanto, la del cilindro interno, se puede controlar entre 54
velocidades dadas dentro del intervalo [0,01, 200] rpm. Se dispone también de un termómetro
para medir la temperatura y de una cámara para termostatizar lamuestra.
A partir de la velocidad angular,

ω,

imprimida al rotor y de la lectura del momento,

M,

dada por la torsión del muelle, se puede obtener, respectivamente, la velocidad de deformación
y el esfuerzo cortante para este viscosímetro de cilindros coaxiales utilizando las siguientes
ecuaciones aproximadas:

.

γ=

2
2Re
2
2
Re − Ri

τ=

ω

M
2
2ΠRi L

Laviscosidad aparente del uido se obtendrá como:
τ
.
η=γ
En el visor de salida de datos ω viene dada en rpm y el valor de

M

como el

%Mmax .

La

velocidad de deformación en 1/s, el esfuerzo cortante aparecerá como N/m2. La viscosidad
aparente se muestra en mPa s.
Pues hemos seleccionado el sistema de unidades SI.
Además, pasa transportar los uidos de un recipiente a otro hemos usado unajeriga corriente
3
con una escala impresa de sensibilidad 0, 5 cm .
Referencias:

Manual de Laboratorio
página web: http://pendientedemigracion.ucm.es/info/iqpapel/equipos/brookeld.htm

3.

FUNDAMENTO TEÓRICO
Se puede denir un uido como un material que bajo la acción de esfuerzos cortantes (o de

cizalladura) se deforma continuamente, es decir, uye. Los uidos se pueden...