Viscosimetria



Práctica No. 3 “Viscosimetría”

Segundo Parcial

Materia: Laboratorio de Bioingeniería



















Práctica no. 3 “Viscosimetría”
Introducción:
La viscosidad es una propiedad de los fluidos y es de las más importantes, se pone en manifiesto cuando los fluidos están en movimiento. Se puede definir a la viscosidad de un fluido como su resistencia al corte,cuanto más viscoso es un líquido, más lento es su flujo y al aumentar la temperatura del líquido su viscosidad disminuye, lo anterior se debe a que cuando hay un aumento en la temperatura, aumenta la energía cinética de sus moléculas y, por lo tanto, las fuerzas de cohesión disminuyen en magnitud.
Para definir la viscosidad imaginemos dos placas separadas por una distancia (h) e introducimos unfluido, aplicamos una fuerza de cizalla a la placa superior haciendo que esta se mueva y que la placa de abajo permanezca en reposo, debido a la fuerza externa el fluido se moverá pero con un flujo laminar cuya velocidad es constante por capas. (Figura 1) Para que la placa superior se mueva a una velocidad constante (velocidad máxima) la fuerza aplicada sobre ella debe oponerse a la fuerza viscosa delfluido, la cual representa la resistencia del fluido al movimiento. (Ref 1)

Fig. 1 Movimiento de un fluido debido a su viscosidad.
Matemáticamente para un fluido laminar la expresión que representa la viscosidad es:


Donde µ es la constante de proporcionalidad y se le denomina viscosidad del fluido. Para µ sus unidades son:

Existen diversos modelos de viscosidad aplicables a sustanciasque representan comportamientos viscosos de diferente tipo. (Figura 2) El modelo más sencillo de caracterizar es el del fluido Newtoniano que es un modelo lineal, pero también existen modelos no lineales como el de Bingham. (Ref 2)

Fig 2. Modelos de viscosidad aplicables a sustancias.
Factores que afectan la viscosidad:
• Temperatura.
• Peso molecular del fluido.
• Estructura del fluido.• Presión.
• La resistencia de un fluido al corte: Fuerzas de cohesión entre las moléculas y la rapidez de transferencia de la cantidad de movimiento.
¿Cómo medimos la viscosidad?
Los viscosímetros son instrumentos diseñados y especializados para realizar la medición del nivel de viscosidad de fluidos. Existen varios tipos de viscosímetros:
Viscosímetro de cilindros coaxiales. Consta de doscilindros uno interno y otro externo, lo que permite realizar la medida de la viscosidad absoluta de un fluido. Su aplicación es por lo regular en pinturas, productos alimenticios y suspensiones.
Viscosímetro análogo: Se forman con un disco o un cilindro que se encuentra suspendido y gira por la acción de un motor sincrónico. La lectura de la medida del nivel de viscosidad se expresa por unaserie de medidas grabadas en el disco o en el cilindro que se utilice. Tiene su aplicación en la industria alimenticia y farmacéutica.
Viscosímetro rotacional digital: Estos son controlados a través de un microprocesador, esto elimina por completo los errores humanos al momento de interpretar las medidas de viscosidad. (Ver figura 3) (Ref 3)

Fig. 3 a) Viscosímetro de cilindros coaxiales, b)Viscosímetro análogo y c) Viscosímetro rotacional digital
(Ref 1) Trabajo citado
• Villaseñor Ríos, Juan Carlos., FLUJO DE LOS FLUIDOS. Primera edición, 2006 pág. Consultada 123.
(Ref 2) Trabajo citado
http://catedras.quimica.unlp.edu.ar/ftransporte/clase2.pdf
(Ref 3) Trabajo citado
• MECÁNICA DE FLUIDOS APLICADA, Robert L. Mott. Prentice-Hall. 1994. Segunda edición, páginas 212- 216

Objetivogeneral:
Determinar la viscosidad de diferentes fluidos.
Objetivos particulares:
Anotar las lecturas indicadas por el viscosímetro para cada velocidad.
Realizar el mismo procedimiento pero a diferentes temperaturas.
Diagrama de bloques experimental:


Resultados:
Yogurt a 17°C
N
(rpm)
Θ
(grados)
N
(rpm)
Θ
(grados)
N
(rpm)
Θ
(grados)
3
18
3
21
3
20
6
52
6
58
6
41...