Mecanica de fludos practrcas

PRÁCTICA Nº 01

DETERMINACIÓN DE VISCOSIDAD

I. OBJETIVOS.

1.1 Determinar la viscosidad de fluidos por comparación de tiempo de escurrimiento de entre dos fluidos, uno de ellos tomado como referencia.
1.2 Determinar la viscosidad de fluidos mediante un viscosímetro de tambor giratorio.
1.3 Obtener una correlación que represente la variación de la viscosidad conrespecto a la temperatura.

II. FUNDAMENTO TEÓRICO.

El balance de masa para un sistema de determinación de viscosidad por escurrimiento laminar de un fluido Newtoniano e incompresible esta dado por:

[pic]

Donde: [pic] Variación de volumen.

Entonces en la ecuación (1) se tiene:

[pic]

Integrando y reordenando la ecuación (2) setiene:

[pic]

ho : Altura inicial del fluido, ahora para dos fluidos diferentes que escurren en régimen laminar por el tubo capilar desde la altura inicial ho hasta una altura final se relacionan por: h(t1)=h(t2)

Luego de la ecuación (3) se tiene:

[pic]

Simplificando se obtiene: [pic]

Un viscosímetro de tambor giratorio mide la viscosidadutilizando la definición de viscosidad dinámica dada por la ecuación (5)

[pic]

Al hacer girar el tambor exterior a una velocidad angular constante, mientras el tambor interior se mantiene estacionario; el fluido que esta en contacto con el tambor giratorio tendrá una velocidad lineal v, conocida, mientras el que esta en contacto con el tambor estacionario tendrá velocidad cero. Al conocerel espacio entre ambos tambores Δy se podrá calcular Δv/Δy. Debido a la viscosidad del fluido se produce una fuerza de arrastre sobre el tambor interior que ocasiona un torque que se puede medir con un torquímetro sensible, entonces se podrá determinar μ con la ecuación (5).

Un viscosímetro disponible comercialmente utiliza principios parecidos. El viscosímetro pone en funcionamiento unrotor cilíndrico especial que se encuentra suspendido sobre el fluido que se va ha probar. El arrastre viscoso sobre el cilindro ocasiona una desviación del medidor que tiene una escala calibrada en unidades de viscosidad. Este dispositivo puede utilizarse manualmente en operaciones de planta o para uso de laboratorio.

III. PROCEDIMIENTO.

1. Utilizar un viscosímetro Cannon-Fenskepara determinar la viscosidad de ciertos alimentos; néctar, aceite, yogurt y soluciones de sacarosa.
2. El tubo del viscosímetro es cargado con una cantidad específica del fluido de prueba.
3. Luego se termotatiza en baño de Maria a temperaturas determinadas.
4. Mediante succión se levanta el líquido a través del bulbo y se deja ligeramente por encima de la marca deregulación superior. Se retira la succión y se permite al líquido fluir bajo el efecto de la gravedad.
5. Se registra el tiempo requerido para que el borde superior del menisco pase de la regulación superior a la inferior.
6. Previo al experimento se realiza la calibración con agua destilada a una temperatura establecida.
7. Realizar la medición de la viscosidad a variastemperaturas. La variación de la densidad con la temperatura se considera despreciable frente a la variación de la viscosidad para el fluido de prueba.
8. Determinar la viscosidad de las muestras, utilizando la ecuación (4) y los tiempos de escurrido por el viscosímetro de Cannon-Fenske.
9. Para el viscosímetro digital de tambor giratorio, colocar la muestra (kétchup, mayonesa o mostaza)en el depósito, determinar el tipo de tambor rotatorio de acuerdo a un aproximado de la viscosidad de la muestra.
10. Termotatizar la muestra y observar el valor de viscosidad. Así para varias temperaturas.

CÁLCULOS Y RESULTADOS.

4.1. Utilizar la ecuación (4) y determinar la viscosidad de las muestras de alimentos y de la solución de sacarosa a diferentes concentraciones y...