Viscocimetros

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

FUNDAMENTOS DE FENÓMENOS DE TRANSPORTE

INFORMACIÓN PARA EXPOSICIÓN “MÉTODOS DE MEDICIÓN DE VISCOSIDAD”

PROFESOR: JOSÉ ANTONIO BECERRA PÉREZ

ALUMNOS:
* CERÓN CABRERA MIGUEL
* DUEÑAS MENDOZA JENIFFER
* JAIMES DURÁN LESLY YENIFFER
* MORALES MARTÍNEZ DAVID ALFREDO

GRUPO:2IM32
MEDIDA DE LA VISCOSIDAD
LA VISCOSIDAD PUEDE MEDIRSE DE DIFERENTES FORMAS: MEDIANTE LA LEY DE LA VISCOSIDAD DE NEWTON, MEDIANTE LA ECUACIÓN DE HAGEN-POISEUILLE, Y MEDIANTE MÉTODOS QUE REQUIEREN CALIBRACIÓN CON FLUIDOS DE VISCOSIDAD CONOCIDA.
MIDIENDO EL GRADIENTE DE LA VELOCIDAD dudy , Y EL ESFUERZO CORTANTE , EN LA LEY DE LA VISCOSIDAD DE NEWTON:
Ƭ=μdudy
SE PUEDE CALCULAR LS VISCOSIDADDINÁMICA O ABSOLUTA. ÉSTE ES EL MÉTODO MÁS BÁSICO, DEBDO A QUE SE DETERMINA TODAS LAS EDMÁS CANTIDADES DE LA EC, QUE DEFINE LA VISCOSIDAD.

VISCOSÍMETRO DE CILINDRO CONCÉNTRICO
POR MEDIO DE UN CILINDRO QUE GIRA CON VELOCIDAD CONOCIDA CON RESPECTO A UN CILINDRO INTERIOR CONCÉNTRICO EN REPOSO, SE DETERMINA dudy . MIDIENDO EL TORQUE SOBRE EL CILINDRO EN REPOSO, SE PUEDE CALCULAR EL ESFUERZOCORTANTE. LA RELACIÓN DEL ESFUERZO CORTANTE CON LA TASA DE CAMBIO DE LA VELOCIDAD EXPRESA LA VISCOSIDAD. CUANDO LA VELOCIDAD DE ROTACIÓN ES “N” REVOLUCIONES POR MINUTO Y EL RADIO “r2”, LA VELOCIDAD DEL FLUIDO EN LA SUPERFICIE DEL CILINDRO EXTERIOR ES 2πr2N/60, Y CON UNA LUZ “b”:
dudy= 2πr2N/60b
LA EC. SE BASA EN QUE b<<r2. EL TORQUE “T” SOBRE EL CILINDRO INTERIOR SE MIDE MEDIANTE UN ALAMBRE DETORSIÓN DEL CUAL SE ENCUENTRA SUSPENDIDO. UNIENDO UN DISCO AL ALAMBRE, SE PUEDE DETERMINAR SU ROTACIÓN UTILIZANDO UNA AGUJA FIJA. SI SE DESPRECIA EL TORQUE DEBIDO AL FLUIDO POR DEBAJO DEL FONDO DEL CILINDRO INTERIOR, EL ESFUERZO CORTANTE ES:
Ƭ=T2πr12h
SUSTITUYENDO EN LA EC. DE LA LEY DE NEWTON Y DESPEJANDO LA VISCOSIDAD SE OBTIENE:
μ=15Tbπ2r12r2hN

| |VISCOSÍMETRO UBBELOHDE
LLAMADO TAMBIÉN EL VISCOSÍMETRO DE NIVEL SUSPENDIDO, EL CUAL ELIMINA EL EFECTO DE TENSIÓN SUPERFICIAL A LA SALIDA DEL TUBO CAPILAR.
ADEMÁS, ESTE INSTRUMENTO, CON PREVIA CALIBRACIÓN PUEDE UTILIZARSE PARA MEDIR EN FORMA DIRECTA Y PRECISA LA VISCOSIDAD DE LÍQUIDOS MEDIANTE LA MEDICIÓN DEL TIEMPO DE EMANACIÓN DEL LÍQUIDO EN EL VISCOSÍMETRO, ES DECIR, EL TIEMPO EN QUE UN VOLUMEN DADO DELLÍQUIDO FLUYE A TRAVÉS DEL CAPILAR.
ES IMPORTANTE HACER ÉNFASIS EN QUE ESTE TIPO DE VISCOSÍMETRO NO ES ADECUADO PARA EFECTUAR ESTUDIOS REOLÓGICOS DETALLADOS DE FLUIDOS NO – NEWTONIANOS YA QUE LA VELOCIDAD DE CORTE, , DE LA CUAL LA VISCOSIDAD DEPENDE, ES LIMITADA Y NO UNIFORME.

EN EL DISEÑO DEL VISCOSÍMETRO, SE RQQUIERE UNA DISTANCIA PARA QUE EL FLUIDO DESARROLLE SU DISTRIBUCIÓN DE VELOCIDADCARACTERÍSTICA DESPUÉS DE QUE ENTRA A LA TUBERÍA; POR CONSIGUIENTE, SE DEBE MEDIR LA CABEZA O PRESIÓN UTILIZANDO CUALQUIER MÉTODO EN UN PUNTO DE LA TUBERÍA. EL VOLUMEN DE FLUJO PUEDE MEDIRSE DURANTE CIERTO TIEMPO, MANTENIENDO CONSTANTE EL NIVE DE LA SUPERFICIE DEL TANQUE.ESTO PERMITE ENCONTRAR “Q”, Y SI SE CONOCE , SE PUEDE CALCULAR ΔP. LUEGO CON “L” Y “D” CONOCIDOS:
μ=ΔPπD4128QL

VISCOSÍMETRODE SAYBOLT:

LA FACILIDAD CON QUE UN FLUIDO FLUYE A TRAVÉS DE UN ORIFICIO DE DIÁMETRO PEQUEÑO ES UNA INDICACIÓN DE SU VISCOSIDAD, ESTE ES EL PRINCIPIO POR EL CUAL ESTÁ BASADO EL VISCOSÍMETRO UNIVERSAL.

LA MUESTRA DEL FLUIDO SE COLOCA EN EL APARATO DESPUÉS DE QUE SE ESTABLECE EL FLUJO SE MIDE EL TIEMPO REQUERIDO PARA COLECTAR 60 ML. DE FLUIDO. EL TIEMPO RESULTANTE SE REPARTA COMO LA VELOCIDADDEL FLUIDO EN SEGUNDOS UNIVERSALES DE SAYBOLT.
ESTE APARATO MIDE LA VISCOSIDAD CINEMÁTICA. CUANDO ΔP=ρgh, ENTONCES Q=Vt, CUANDO LOS TÉRMINOS QUE SON IGUALES SIN IMPORTAR EL FLUIDO SE SEPARAN:
μρt=ghπD4128VL=C1
A PESAR DE QUE LA CABEZA h VARÍA DURANTE LA PRUEBA, LO HACE EN EL MISMO RANGO PARA TODOS LOS LÍQUIDOS, Y LOS TÉRMINOS DEL LADO DERECHO DE LA EC. PUEDEN CONSIDERARSE COMO UNA CONSTANTE...