Fluidos No Newtonianos Liq Unam

Ramírez Palma Gerardo

Viscosidad de fluidos no newtonianos
Datos experimentales: Liquido: # de husillo D husillo R husillo T (°C) 22.1 21.2 21.2 21.1 21 21 21.1 21.1 1 (pintura) 3 3.40 cm 1.70 cm Ω RPM 0.6 1.5 3 6 12 30 60 100 %Torque ida vuelta 1.3 1.1 1.9 1.6 2.5 2.2 3.3 3.1 5 4.88 8.7 8.6 13.7 12.6 19.5 19.5 Viscosidad (cp) ida vuelta 2333 2000 1266 1066 833.3 733.3 566.7 516.7 416.7 400290 290 228.3 226.7 195 195 T (°C) 20.7 20.7 20.8 20.8 20.9 21 21.1 21.1

Liquido: # de husillo D husillo R husillo T (°C) 21.9 21.9 21.7 21.6 21.5 21.5 21.5 21.5 21.5

2 (aceite) 3 3.40 cm 1.70 cm Ω RPM 0.5 1 2 4 5 10 20 50 100 %Torque ida vuelta 0.2 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 0.4 0.4 0.4 0.4 0.7 0.7 1.4 1.4 4.7 4.7 12.4 12.4 Viscosidad (cp) ida vuelta 160 160 80 80 60 60 40 40 31 31 28 28 28 28 37.637.6 49.2 49.2 T (°C) 21 21.2 21.3 21.3 21.4 21.4 21.4 21.4 21.5

Cuestionario-Análisis 1. ¿Si la velocidad angular Ω aplicada de 1 rpm se duplica, qué respuesta se obtiene del torque % T? Para el aceite: el %torque de 2RPM es 1.5 veces que el de 1RPM Para la pintura: el %torque 3RPM es 1.3 veces que el de 1.5RPM 2. ¿Si la velocidad angular Ω aplicada de 10 rpm se duplica, qué respuesta seobtiene del torque % T? Para el aceite: el %torque de 20RPM es el doble que para 10RPM Para la pintura: el %torque 60RPM es 1.6 veces que para 30RPM 3. ¿Si la velocidad angular Ω aplicada de 50 rpm se duplica, qué respuesta se obtiene del torque % T? Para el aceite: el %torque de 100RPM es 2.6 veces que para 50RPM 4. Dado el comportamiento anterior, ¿cómo se comporta el torque frente a la velocidadangular?

%T vs Ω
25 20

%T

15
10 5 2 (aceite) 1 (pintura)

0
0 20 40 60 80 100 120

Ω (RPM)

Para ambos casos no parece ser una línea, para el caso de la pintura pareciera una expresión logarítmica y para el caso del aceite una expresión exponencial. 5. ¿Qué tendencia seguirá la razón de cambio del %T/ Ω frente a la Ω? Se puede decir que esta razón es constante frente a Ω? ¿Porqué? Reporte gráficamente este comportamiento (gráfica 2).

%T/Ω vs Ω
2.5 2 %T/Ω 1.5 1 0.5 0 0 20 40 60 Ω (RPM) 80 100 120 2 (aceite) 1 (pintura)

No es una recta, se puede apreciar un comportamiento como el de una hipérbola asimétrica para ambos casos de fluidos. Para hacer el reograma se necesita la fuerza cortante (τ) y una velocidad de deformación (ϒ), según la literatura que se da en eldocumento de la práctica:

    

Ω: velocidad angular T: torque r: radio del husillo L: longitud efectiva del husillo n: es un numero que se puede determinar graficando lnT vs lnΩ, es el valor de la pendiente de esta grafica n para pintura: 0.5322

lnT vs lnΩ
4 3 2 1 0 -1 0 -2 -3 y = 0.5322x + 0.3913 y = 0.7844x - 1.7109

n para aceite= 0.7844

1 (pintura)
2 (aceite) 2 4 6

-2Para obtener el esfuerzo cortante (τ), mostraré dos métodos. El primero, es usando la ecuación:

Se puede aproximar L (longitud efectiva) como el radio del husillo y entonces se pueden sacar los datos de:
Pintura ϒ τ 2.25479143 720.67161 5.63697858 1053.28928 11.2739572 1385.90694 22.5479143 1829.39716 45.0958286 2771.81388 112.739572 4822.95616 225.479143 7594.77004 375.798572 10810.0741Aceite ϒ 1.27485977 2.54971953 5.09943906 10.1988781 12.7485977 25.4971953 50.9943906 127.485977 τ 55.4362777 55.4362777 83.1544165 110.872555 110.872555 194.026972 388.053944 1302.75253

Donde Treal (torque real), se obtiene con el porcentaje de torque leído por el valor total del torque el reograma: . Ya con estos datos podemos obtener los datos para

τ vs ϒ
12000 10000 8000 6000 4000 2000 0τ

1 (pintura) 2 (aceite)

0

100

200

300

400

ϒ El otro método es usando la ecuación:

Despejando el esfuerzo cortante:

Como ya calculamos gama ( ) y el viscosímetro nos arrojo un valor para μ (lo tenemos que dividir entre cien para que quede en puse (g/cm*seg).
Pintura ϒ 2.25479143 5.63697858 11.2739572 22.5479143 45.0958286 112.739572 225.479143 375.798572 τ’...