Fenomenos De Transporte
Páginas: 9 (2250 palabras)
Publicado: 24 de mayo de 2012
Resumen
En el Laboratorio de Fenómenos de Transporte ubicado en el segundo piso del departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Santiago de Chile, se realizaron los experimentos para determinar el modelo reológico del lavaloza y corroborar la ley de stoke a través de las diferentes viscosidades medidas en el laboratorio.
Para realizar un modelo reológico para el lavaloza secontó con un viscosímetro rotacional modelo Brookfield, mediante el cual se obtuvieron los datos de viscosidad aparente, torque y temperatura. A través de estos datos se obtuvo un diagrama reológico de esfuerzo de cizalle versus velocidad de deformación. De este diagrama obtuvimos que el lavaloza se comporte como un plastic real o de Bhingam.1. Objetivos
1.1 Determinación experimental del modelo reológico del lavaloza (Quix) utilizando el viscosímetro de Brookfield.
2. Teoría
2.1 Reología
Se define como la ciencia que estudia ladeformación y el flujo de la materia, la cual indica las propiedades mecánicas de los diversos fluidos1. Su estudio es esencial en muchas industrias, incluyendo las de plásticos, pinturas, alimentación, tintas de impresión, detergentes o aceites lubricantes, por ejemplo. La viscosidad es un parámetro principal en cualquier medición del movimiento de un fluido, tales como líquidos, semi-sólidos ygases.
La viscosidad es la medición de la fricción interna de un fluido, esta fricción se manifiesta cuando una capa del fluido se mueve en relación a otra capa, a mayor fricción, mayor será la cantidad de fuerza requerida para causar este movimiento, esta fuerza es llamada cizalle, esta fuerza de cizalle ocurre siempre que el fluido sea puesto en movimiento. Por lo tanto fluidos con unaviscosidad alta requieren más fuerza para ser puestos en movimiento que fluidos con una menor viscosidad.
[pic]
Figura 2.1: Diagrama de dos planos paralelos de un fluido descrito por Newton.
Isaac Newton definió la viscosidad considerando el modelo representado en la figura 2.1. Dos planos paralelos de fluido de igual área A, son separados por una distancia dx y son puestos en movimientoen la misma dirección a diferentes velocidades V1 y V2. Newton asumió que la fuerza necesaria para mantener esta diferencia de velocidad era proporcional a la diferencia de velocidad a través del líquido, o el gradiente de velocidad. El gradiente de velocidad ∂v/∂x, es una medición del cambio en la velocidad cuando una capa se mueve con respecto a otra. En él se describe la fuerza de cizalle queel líquido experimenta que es llamado deformación, esta será simbolizada por S ≡ (∂vx/∂y) con unidad de medición llamada segundo reciproco (sec-1).
El termino F/A indica la fuerza por unidad de área requerida para producir el esfuerzo de cizalle, que denominaremos por Ƭ.
Usando estos términos simplificados, la viscosidad puede ser definida matemáticamente por esta fórmula:
η =Viscosidad = Ƭ /(∂vx/∂y) (2.1)
La unidad fundamental de la medida de la viscosidad es el Poise, también se encontrará la medida de la viscosidad expresada en pascal-segundos (Pa * s); recordando que un Pascal-segundo es igual a diez Poise.
Existen tres tipos de viscosidad: la viscosidad dinámica, la viscosidad cinemática y la viscosidad aparente.
La viscosidad dinámica oabsoluta, denominada “(” se ha visto anteriormente en la ecuación (2.1). Si se representa la curva de fluidez (esfuerzo cortante frente a velocidad de deformación) se define también como la pendiente en cada punto de dicha curva.
En cambio, la viscosidad aparente “(” se define como el cociente entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación. Este término es el que se utiliza al hablar de...
En el Laboratorio de Fenómenos de Transporte ubicado en el segundo piso del departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Santiago de Chile, se realizaron los experimentos para determinar el modelo reológico del lavaloza y corroborar la ley de stoke a través de las diferentes viscosidades medidas en el laboratorio.
Para realizar un modelo reológico para el lavaloza secontó con un viscosímetro rotacional modelo Brookfield, mediante el cual se obtuvieron los datos de viscosidad aparente, torque y temperatura. A través de estos datos se obtuvo un diagrama reológico de esfuerzo de cizalle versus velocidad de deformación. De este diagrama obtuvimos que el lavaloza se comporte como un plastic real o de Bhingam.1. Objetivos
1.1 Determinación experimental del modelo reológico del lavaloza (Quix) utilizando el viscosímetro de Brookfield.
2. Teoría
2.1 Reología
Se define como la ciencia que estudia ladeformación y el flujo de la materia, la cual indica las propiedades mecánicas de los diversos fluidos1. Su estudio es esencial en muchas industrias, incluyendo las de plásticos, pinturas, alimentación, tintas de impresión, detergentes o aceites lubricantes, por ejemplo. La viscosidad es un parámetro principal en cualquier medición del movimiento de un fluido, tales como líquidos, semi-sólidos ygases.
La viscosidad es la medición de la fricción interna de un fluido, esta fricción se manifiesta cuando una capa del fluido se mueve en relación a otra capa, a mayor fricción, mayor será la cantidad de fuerza requerida para causar este movimiento, esta fuerza es llamada cizalle, esta fuerza de cizalle ocurre siempre que el fluido sea puesto en movimiento. Por lo tanto fluidos con unaviscosidad alta requieren más fuerza para ser puestos en movimiento que fluidos con una menor viscosidad.
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Figura 2.1: Diagrama de dos planos paralelos de un fluido descrito por Newton.
Isaac Newton definió la viscosidad considerando el modelo representado en la figura 2.1. Dos planos paralelos de fluido de igual área A, son separados por una distancia dx y son puestos en movimientoen la misma dirección a diferentes velocidades V1 y V2. Newton asumió que la fuerza necesaria para mantener esta diferencia de velocidad era proporcional a la diferencia de velocidad a través del líquido, o el gradiente de velocidad. El gradiente de velocidad ∂v/∂x, es una medición del cambio en la velocidad cuando una capa se mueve con respecto a otra. En él se describe la fuerza de cizalle queel líquido experimenta que es llamado deformación, esta será simbolizada por S ≡ (∂vx/∂y) con unidad de medición llamada segundo reciproco (sec-1).
El termino F/A indica la fuerza por unidad de área requerida para producir el esfuerzo de cizalle, que denominaremos por Ƭ.
Usando estos términos simplificados, la viscosidad puede ser definida matemáticamente por esta fórmula:
η =Viscosidad = Ƭ /(∂vx/∂y) (2.1)
La unidad fundamental de la medida de la viscosidad es el Poise, también se encontrará la medida de la viscosidad expresada en pascal-segundos (Pa * s); recordando que un Pascal-segundo es igual a diez Poise.
Existen tres tipos de viscosidad: la viscosidad dinámica, la viscosidad cinemática y la viscosidad aparente.
La viscosidad dinámica oabsoluta, denominada “(” se ha visto anteriormente en la ecuación (2.1). Si se representa la curva de fluidez (esfuerzo cortante frente a velocidad de deformación) se define también como la pendiente en cada punto de dicha curva.
En cambio, la viscosidad aparente “(” se define como el cociente entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación. Este término es el que se utiliza al hablar de...
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