Viscosímetro de tubo capilar

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Laboratorio N° 1

Viscosímetro de tubo capilar



Miércoles, 08 de abril 2009

I. INTRODUCCIÓN

El presente laboratorio indaga acerca del concepto de la viscosidad cinemática y la variación de la temperatura.

Se entiende como viscosidad cinemática la característicapropia del líquido desechando las fuerzas que genera su movimiento, obteniéndose a través del cuociente entre la constante K y el caudal medido Q.

Se utiliza un tubo capilar, un termómetro para medir las diversas temperaturas del agua, un vaso graduado, un cronómetro para medir los períodos y luego calcular el caudal Q, y un fluido (agua). Con algunos de estos materiales se forma un sistemaconocido como “Viscosímetro de tubo capilar”, siendo un método que hace una medición del tiempo necesario para que cierta cantidad de fluido pase por un tubo de calibre pequeño de longitud y diámetros conocidos.

El caudal Q [Ecuación 1.1], está dado por la cantidad de agua que pasa por unidad de tiempo por una sección normal determinada de una corriente líquida.

Q = V / t Ecuación 1.1Donde:

Q corresponde al caudal del agua, y su unidad de medida está dada por [ml/s]
V se refiere al término de volumen, con unidad de medida [ml]
t es el período medido en segundos [s]

Al obtener el Q se puede determinar la constante K [Ecuación 1.2] utilizando la viscosidad cinemática que corresponde cuando el agua se encuentra a una temperatura de 15.6 °C (Tabla 1.6 del libroFundamentals of Fluid Mechanics).

K = v * Q Ecuación 1.2

Donde:

K corresponde a la constante, [(ml*m2) / s]
v es la viscosidad cinemática , medida en [m2 / s]
Q es el caudal medido en [ml / s]

II. OBJETIVOS

Investigar acerca de las características del viscosímetro de tubo capilar y los cambios que se genera al alterar la temperatura con el fluido.

Determinar la constanteK, dada por el producto entre la viscosidad y el caudal medido.

Hacer uso del caudal Q, para determinar los distintos valores de viscosidad con respecto a las distintas temperaturas interferidas en el sistema.

Definir gráficamente el efecto viscosidad v/s temperatura.

III. DESARROLLO

En los líquidos, el pequeño rozamiento existente entre capas adyacentes se denomina viscosidad. Cabeseñalar que la viscosidad sólo se manifiesta en fluidos en movimiento, ya que cuando el fluido está en reposo adopta una forma tal en la que no actúan las fuerzas tangenciales que no puede resistir. Es por ello por lo que llenado un recipiente con un líquido, la superficie del mismo permanece plana, es decir, perpendicular a la única fuerza que actúa en ese momento, la gravedad, sin existirpor tanto componente tangencial alguna

El dispositivo que se muestra en la figura N°1, se denomina viscosímetro de tubo capilar, el cual contiene agua que viaja por un tubo de diámetro muy pequeño hacia un vaso precipitado y el recipiente que contiene el líquido tiene una altura h.Figura N°1

Los datos entregados por el problema están en la Tabla N°1 y en la Tabla B.2 del libro Fundamentals of Fluid Mechanics.

V [ml]
t [s]
T [°C]
9.2
19.8
15.6
9.7
15.8
26.3
9.2
16.8
21.3
9.1
21.3
12.3
9.2
13.1
34.3
9.4
10.1
50.4
9.1
8.9
58.1Tabla N°1


T [°C]
v [m2 / s]
10
1.31 E-6
20
1.00 E-6
30
8.01 E-7
40
6.58 E-7
50
5.53 E-7
60
4.75 E-7
Tabla B.2

A partir de los datos experimentales de la Tabla N°1 se calcula Q utilizando la Ecuación 1.1:...
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