Medición de la viscosidad del líquido usando viscosímetro de tipo capilar
Enviado por darwintasinchano • 20 de Enero de 2021 • Tareas • 1.825 Palabras (8 Páginas) • 244 Visitas
Flujo de fluidos en medios porosos.
Tema:
Medición de la viscosidad del líquido usando viscosímetro de tipo capilar.
CONTENIDO
1. OBJETIVO 3
2. VISCOSIDAD 3
2.1. DEFINICIONES 3
2.2. EFECTO DE LA PRESIÓN Y LA TEMPERATURA SOBRE LA VISCOSIDAD 4
2.3. MÉTODOS PARA MEDIR LA VISCOSIDAD 5
2.3.1. VISCOSÍMETRO DE TIPO CAPILAR 5
2.3.2. VISCOSÍMETRO DE CAÍDA DE BOLA 6
2.3.3. VISCOSÍMETRO ROTACIONAL 7
2.4. EXPERIMENTOS 8
2.4.1. MEDICIÓN DE VISCOSIDAD LÍQUIDA UTILIZANDO UN VISCOSÍMETRO DE TIPO CAPILAR (EXPERIMENTO 3) 8
OBJETIVO
Establecer el procedimiento para la medición de la viscosidad del líquido usando viscosímetro de tipo capilar.
VISCOSIDAD
DEFINICIONES
La viscosidad se define como la resistencia interna del fluido a fluir. La ecuación básica de deformación viene dada por:[pic 1]
[pic 2]
Donde es el esfuerzo cortante, es la velocidad de corte definida como y es la viscosidad. El término τ se puede definir como donde es la fuerza requerida para mantener la placa superior en movimiento a una velocidad constante en la dirección y es el área de la placa que está en contacto con el fluido (Fig. 2.1). Mediante la viscosidad del fluido, la fuerza se transmite a través del fluido a la placa inferior de tal manera que el componente de la velocidad del fluido depende linealmente de la distancia desde la placa inferior.[pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]
[pic 13]
[pic 14]
Se supone que el fluido no se desliza en la superficie de la placa. Los fluidos newtonianos, como el agua y los gases, tienen una viscosidad independiente del corte y el esfuerzo de corte es proporcional a la velocidad de corte. (Fig. 2.2)
En la industria petrolera, la viscosidad generalmente se expresa en centipoise , .[pic 15]
[pic 16][pic 17]
EFECTO DE LA PRESIÓN Y LA TEMPERATURA SOBRE LA VISCOSIDAD
La viscosidad de los fluidos varía con la presión y la temperatura. Para la mayoría de los fluidos, la viscosidad es bastante sensible a los cambios de temperatura, pero relativamente insensible a la presión hasta que se alcanzan presiones bastante altas. La viscosidad de los líquidos generalmente aumenta con la presión a temperatura constante. El agua es una excepción a esta regla; su viscosidad disminuye al aumentar la presión a temperatura constante. Sin embargo, para la mayoría de los casos de interés práctico, se puede ignorar el efecto de la presión sobre la viscosidad de los líquidos.
La temperatura tiene diferentes efectos sobre la viscosidad de líquidos y gases. Una disminución de la temperatura hace que aumente la viscosidad de un líquido. El efecto del peso molecular sobre la viscosidad de los líquidos es el siguiente; La viscosidad del líquido aumenta con el aumento del peso molecular.
MÉTODOS PARA MEDIR LA VISCOSIDAD
VISCOSÍMETRO DE TIPO CAPILAR
[pic 18]La viscosidad de los líquidos se determina mediante un instrumento llamado viscosímetro. Un tipo de viscosímetro para líquidos es el viscosímetro Ostwald (Fig. 2.3). En este viscosímetro, la viscosidad se deduce de la comparación de los tiempos requeridos para que un volumen dado de los líquidos probados y de un líquido de referencia fluya a través de un tubo capilar dado bajo condiciones de cabeza iniciales especificadas. Durante la medición, la temperatura del líquido debe mantenerse constante sumergiendo el instrumento en un baño de agua con temperatura controlada.
[pic 19]
En este método, se utiliza la ley de Poiseuille para un tubo capilar con un régimen de flujo laminar.[pic 20]
[pic 21]
donde t es el tiempo requerido para que un volumen dado de líquido con densidad de y viscosidad de fluya a través del tubo capilar de longitud y radio por medio del gradiente de presión . La fuerza impulsora en este instrumento es . Entonces:[pic 30][pic 22][pic 23][pic 24][pic 25][pic 26][pic 27][pic 28][pic 29]
[pic 31]
O
[pic 32]
La constante de capilaridad se determina a partir de un líquido con viscosidad conocida.[pic 33]
VISCOSÍMETRO DE CAÍDA DE BOLA
Otro instrumento comúnmente utilizado para determinar la viscosidad de un líquido es el viscosímetro de caída de bola (o rueda) (Fig. 2.4), que se basa en la ley de Stokes para una esfera que cae en un fluido por efecto de la gravedad. Se deja caer una bola de acero pulido en un tubo de vidrio de un diámetro un poco más grande que contiene el líquido, y se registra el tiempo requerido para que la bola caiga a velocidad constante a través de una distancia especificada entre las marcas de referencia. Se usa la siguiente ecuación: [pic 34]
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