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8/18/2019 Preinforme Viscosidad
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Facultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería Química Y
AmbientalLaboratorio de Propiedades Termodinámicas y de
Transporte
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA
LABORATORIO DE PROPIEDADES TERMODINÁMICAS Y DE TRANSPORTE
Juan Carlos Cortes ernal!
Daniel "te#an $aldonado %ar&'n(
"ara Yescenia "aa#edra In)ante *
125492370, [email protected],
[email protected], [email protected]
PREINFORME DE LABORATORIO: Viscosidad
Ob!"i#os:
GENERAL:
Determinar la #iscosidad de tres lubricantes di)erentes mediante
el usodel #iscosímetro de "aybolt+
ESPECÍFICOS:
• Calcular la #iscosidad de un aceite a di)erentes temperaturas
e,presadas
en unidades ""- ."egundos "aybolt -ni#ersal/ o ""F ."egundo
"aybolt
Furol/+• Con#ertir las #iscosidades a unidades de "to0es y
Poises+
• %enerar grá1cas de comportamiento de la #iscosidad )rente a
cambios
de temperatura+• Comparar los datos encontrados con los #alores
reales o reportados en
la literatura+
MARCO TE$RICO
Viscosidad
Todos los 2uidos reales tienen una resistencia interna al
2u3o o a la de)ormaci'nllamada #iscosidad+ "e debe a la )ricci'n
entre mol4culas+ 5n los lí6uidos la#iscosidad se debe a )uer&as
de co7esi'n de corto alcance8 mientras 6ue en los
gases se debe a los c7o6ues entre las mol4culas+ Tanto para
lí6uidos comopara gases8 la #iscosidad depende de la #elocidad de
2u3o8 y la relaci'n entreestas dos #ariables dependerá de la
naturale&a del 2uido+ .Cengel8 (99:/
A7ora bien8 la #elocidad de de)ormaci'n de un 2uido está
directamenterelacionada con su #iscosidad;
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igura 1. !e"ormaci#n de un $uido entre dos su%er&cies,
est'tica y m#viltomado de (enomenos de trans%orte, 2014)
Las placas inducen un mo#imiento en capas del 2uido8 7aciendo
6ue cada unade las capas se mue#a a di)erente #elocidad8 generando
así un campo de
#elocidad dependiente de un gradiente+ 5ste con3unto es
denominadoes)uer&os cortantes y sigue la relaci'n;
τ = μ du
dy .9/
Donde . μ / es la #iscosidad absoluta o dinámica8 cuyas
unidades son
s? .com@nmente denominada Poise/+ "i se di#ide la #iscosidad
dinámicaentre la densidad de la sustancia8 se obtiene la #iscosidad
cinemática8 cuyas
unidades en "istema Internacional serían
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1 P ( poise )=1 g
cm∙s=10−1
kg
m∙s
Viscosidad ci%!'&"ica"e de1ne como el cociente entre la
#iscosidad dinámica y la densidad a unamisma temperatura;
v= μ
ρ (3)
Las unidades del sistema internacional "I de la #iscosidad
cinemática .m (=s/tampoco poseen un nombre especí1co8 la unidad 6ue
se suele mane3ar es elsto0eE del sistema cegesimal de1nido
como;
1St ( stoke )=1 cm2
s =0,0001m
2
s
Co!(ci!%"! d! #iscosidad
Cuando un cuerpo se mue#e a #elocidad relati#amente ba3a a
tra#4s de un2uido tal como un gas o un lí6uido8 la )uer&a de
)ricci'n puede obtenerseapro,imadamente suponiendo 6ue es
proporcional a la #elocidad8 y opuesta aella+ Por consiguiente;
Ff =friccióndel fluido=− Knv (4)
5l coe1ciente de )ricci'n K depende de la
)orma del cuerpo+ Por e3emplo8 en
el caso de una es)era de radio 8 un cálculo laborioso indica 6ue
G H p8relaci'n conocida como la ley de "to0es+ 5l coe1ciente n
depende de la )ricci'ninterna del 2uido .la )uer&a de )ricci'n
entre las di)erentes capas del 2uido 6uese mue#en a di)erentes
#elocidades/+ 5sta )ricci'n interna se conoce como#iscosidad y
recibe el nombre de coe1ciente de #iscosidad+ 5l coe1ciente
de#iscosidad en el sistema $G" se e,presa en Gg = m>s+ La
#iscosidad puedee,presarse en g = cm >s y es llamada poise8 y
abre#iada P+ 5l poise es igual a und4cimo de la unidad $G" de la
#iscosidad+
5l coe1ciente de #iscosidad de los lí6uidos disminuye a medida
6ue aumenta latemperatura8 mientras 6ue en los gases8 el coe1ciente
aumenta a medida 6ueaumenta la temperatura+ La #iscosidad8 como
cual6uier otra de las propiedades6ue caracteri&an el
comportamiento de un 2uido8 es muy importante para elingeniero
6uímico y los procesos industriales8 pues representa la resistencia
deun 2uido a ser transportado+
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E)*i+o:
5l #iscosímetro tipo "aybolt8 permite mantener los lubricantes a
unatemperatura determinada y constante dentro de los recipientes+
Luego decargar los recipientes con el lubricante y lograr una
temperatura constante
especi1cada se procede a determinar el tiempo 6ue se demoran en
caer 9 mlde lubricante por el ori1cio del #iscosímetro8 este
ori1cio puede ser de !=!pulgada .-ni#ersal/ o != pulgada
.Furol/+
igura 2. *iscos+metro ti%o aybolt.
P,oc!di'i!%"o
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Limpiar los cilindros de acero de los #iscosímetros
Colocar el tap'n correspondiente en cada uno de los ori1cios
in)eriores
egistrar la lectura del densím
5n una probeta de (K9 ml disponer una cantidad apropiada d
Introducir cuidadosamente el den
Iniciar calentamiento
5sperar a 6ue se estabilice la temperatura y retirar el
tap'n
Disponer aceite en los #iscosímetros
$edir el tiempo 6ue toma recoger 9mL del aceite en las
copas+
epetir para las di)erentes temperaturas+
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igura 3. -rocedimiento e%erimental.
Tab-as d! da"os
/abla 1 !atos e%erimentales de tiem%o de llenado a di"erentes
tem%eraturas y ti%o de ori&cio %ara cada uno de los
lubricantes em%leados %or du%licado.
"A5!9*9 "A5K9
T.MC/
T .s/ Nri1cio T
.MC/ T.s/ Nri1cio
OK
-ni#ersal
OK
-ni#ersal
Furol Furol
9 -ni#ersal
9 -ni#ersal
Furol Furol
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9
-ni#ersal
9
-ni#ersal
Furol Furol
/abla 2 !atos e%erimentales de densidad contra tem%eratura %ara
cada unode los lubricantes em%leados
"A5K9 "A5!9*9
T .MC/ 5scala T .MC/ 5scala
(9 (9
*9 *9
*K *K
O9 O9K9 K9
9 9
:9 :9
C&-c*-os"e con#ierten todos los tiempos obtenidos de la
Tabla ! a ""- ."econds"aybolt -ni#ersal/8 para el caso
de los tiempos tomados en los ori1cios-ni#ersal solo es con#ertir
el tiempo a segundos;
SSU =tiempo ( seg )
Para los tiempos tomados en los ori1cios Furol;
SSF =tiempo (seg )
SSU =SSF ∗10
Para la con#ersi'n de los datos de ""- a c"t se utili&a la
norma A"T$ D(!!8 Tablas ! y * Ginematic iscosity to "aybolt
Furol uni#ersal+
Finalmente con los datos de densidad en )unci'n del tiempo8 se
gra1ca una
cur#a de calibraci'n8 de donde se obtiene la densidad para
con#ertir los datosde #iscosidad cinemática a dinámica+
ibliogra)íaCengel8 Y+ .(99:/+ ecanica de luidos. $e,ico
DF+
/ !211 "tandard Practice )or Con#ersion o) Ginematic
iscosity to "aybolt-ni#ersaliscosity or to "aybolt Furol
iscosity
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