Determinacionacion de los parametros reologicos (m, n) en un fluido mediante la utilizacion de un viscosimetro de stormer

INSTITUTO TECNOLOGICO DE CULIACAN

ING. BIOQUÍMICA

“DETERMINACIONACION DE LOS PARAMETROS REOLOGICOS (M, N) EN UN FLUIDO MEDIANTE LA UTILIZACION DE UN VISCOSIMETRO DE STORMER”


ASIGNATURA: Fenómenos de Transporte
PROFESOR: Pedro Rochin Angulo

Jueves 03 de Marzo de 2011

OBJETIVO
Determinar los parámetros reológicos (m, n) de un fluido no newtoniano, mediante la utilización de unviscosímetro de Stormer.

ANTECEDENTES
La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal. En realidad todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula una aproximación bastante buena para ciertas aplicaciones.
La viscosidad de un fluido puede medirse por un parámetrodependiente de la temperatura llamado coeficiente de viscosidad o simplemente viscosidad:
* Coeficiente de viscosidad dinámico, designado como η o μ. En unidades en el SI: [µ] = [Pa·s] = [kg·m-1·s-1] ; otras unidades:
1 Poise = 1 [P] = 10-1 [Pa·s] = [10-1 kg·s-1·m-1]
* Coeficiente de viscosidad cinemático, designado como ν, y que resulta ser igual al cociente del coeficiente de viscosidaddinámica entre la densidad ν = μ/ρ. (En unidades en el SI: [ν] = [m2.s-1]. En el sistema cegesimal es el Stoke(St).

1 Poise = 1 gr/cm-seg = 100 CP

Los viscosímetros de rotación emplean la de idea de que la fuerza requerida para rotar un objeto inmerso en un fluido puede indicarla velocidad del fluido.
El viscosímetro Stormer es un dispositivo rotatorio muy utilizado en la industria en laelaboración de pintura. Consiste en una especie de rotor de paletas tipo paddle que se sumerge en un líquido y se pone a girar ciertas revoluciones por minuto.
El viscosímetro de Stormer se basa en el tiempo en que el disco de este aparato tarda en dar 100 revoluciones, el disco esta conectado a una pesa que se libera, la caída de esta se ve modificada por la resistencia encontrada por el discoal rotar en el liquido, a consecuencia de la viscosidad del instrumento. Con este viscosímetro es posible determinar viscosidades relativas y viscosidades absolutas (en términos de cp).

Las viscosidades absolutas se determinan una vez que se fabrica una curva de calibración de los tiempos en que se obtienen 100 revoluciones y los valores de viscosidad de las muestras.
El modelo de Ostwald deWaele (o Ley de la Potencia) dice que:

Donde m y n son los parámetros reológicos, parámetro de consistencia e índice de comportamiento, respectivamente, y muestran el comportamiento de un fluido. Si n=1 el fluido es Newtoniano, si n<1 el fluido es pseudoplastico y si n>1 el fluido es dilatante.
Este es uno de los modelos más usados, dada su sencillez, pues solo contiene dos parámetrospor evaluar, lo cual se puede efectuar transformando la ecuación de la potencia y utilizando un conjunto de datos de y , el proceso de transformación es:

Con los datos obtenidos, se puede construir una grafica vs , en la que el resultado es una recta de pendiente n y con intersección con la ordenada de , con lo cual se pueden obtener los parámetros m y n de acuerdo a la ecuación de la recta, obien con un tratamiento de regresión lineal.

Viscosímetro de Stormer

MATERIALES Y METODOS

Materiales
1).- Viscosímetro de Stormer
2).- Cronometro
3).- Vernier
4).- Puré de tomate

Métodos
1) Tomar la medidas pertinentes del viscosímetro de Stormer (radio del cilindro que gira, distancia entre los cilindros, altura del cilindro que gira y radio de la polea) usando el vernier.2) Llenar el cilindro fijo con puré hasta el nivel del cilindro que gira.
3) Colocar un peso patrón en el extremo del cordón, para verificar el peso con el que el cilindro giratorio comienza a girar y tomar a ese valor como cero.
4) Colocar un peso conocido sobre el peso patrón, soltar el seguro y esperar a que el viscosímetro alcance el estado estacionario, a partir de ese momento...