Articulo científico “Hall - torque”

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON[pic 1][pic 2]

Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Articulo científico

“Hall - torque”

Adquisición de Datos
LOZANO GARCIA ANTONIO CAYETANO M.C.

2-202; M3; L,M,V

CD. UNIVERSITARIA. SAN NICOLAS DE LOS GARZA, N.L.

Semestre: Enero – Junio 2016

VISCOSÍMETRO “HALL-TORQUE”

Karen Anahí Contreras Quintero, Ángel Miguel Gómez Ortega, Juan Manuel García Alanís, Martin Alejandro Ramírez Garza.

Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, FIME, Universidad Autónoma de Nuevo León, UANL.

nerak_19_94@hotmail.com, amgn007@gmail.com,  martinalejandrorgz@gmail.com 

RESUMEN

Los procesos físicos tales como flujo de fluido en los canales, el flujo de sangre, la lubricación de los componentes del motor, la dinámica de las gotas de lluvia, las epidemias volcánicas, ambiental y de generación del campo magnético solar, y así sucesivamente implican flujo de fluido y se evalúan en cierta medida por un término llamado "viscosidad del fluido". [1]

La cual se define como la propiedad de un fluido que ofrece resistencia al movimiento relativo de sus moléculas. [2] También se identifica como la fricción interna de un fluido o una medida de la resistencia de un líquido a fluir.

La viscosidad es una de las características más importantes que tiene los  fluidos [3], determinar este parámetro es necesario a la hora de diseñar productos que requieran conocer esta propiedad, de otro modo su calidad será mala pudiendo ocasionar algún riesgo para su aplicación o consumo.

El principal problema reside en que los viscosímetros análogos se van quedando obsoletos conforme la tecnología avanza, por lo que las compañías se ven en la necesidad de comenzar a modernizarse, mejorando el equipo con el que trabajan. De este modo buscan reducir el margen de error y el tiempo con el cual se realiza el proceso. Otro asunto de importancia es la diferencia de costos entre un viscosímetro análogo y uno digital, ya que la variación del precio puede llegar a ser más del cien por ciento.  

En esta línea de investigación se va a realizar una herramienta de trabajo para la adquisición del parámetro de la viscosidad llamada “Hall-torque”, el cual permite tomar las medidas necesarias (tiempo, velocidad, corriente, voltaje, temperatura, etc.) para hacer el cálculo de la viscosidad. Esta herramienta está diseñada para trabajar con dos metodologías de adquisición las cuales son:

• Método de rotación
• Caída de balín

Palabras clave: Viscosidad,  peso específico, adquisición de datos, interfaz, LabVIEW, SAE, fluidos no-newtonianos, tiempo, relación viscosidad - temperatura, viscosímetro.

ABSTRACT

Viscosity is one of the most important features that fluid, determine this parameter is required when designing products that require this property, otherwise the quality will be bad and may cause some risk for use or consumption.

The main problem is that the analogs viscometer are becoming obsolete as technology advances, so that companies feel the need to begin to modernize, improve the equipment they work with. Thus they seek to reduce the margin of error and the time with which the process is done. Another important issue is the cost difference between an analog and one digital viscometer, since the price change can be more than one hundred percent.

In this line of research it is to make a working tool for the acquisition of the parameter of viscosity called "Hall-torque", which allows you to take the necessary measures (time, speed, current, voltage, temperature, etc.) the calculation of viscosity. This tool is designed to work with two acquisition methods which are:

• Rotation Method
• Fall balín

Keywords: viscosity, specific gravity, data acquisition, interface, LabVIEW, SAE non-Newtonian fluids, time, viscosity ratio - temperature, viscometer.

INTRODUCCIÓN

En la industria la viscosidad es un parámetro importante ya que se puede diseñar nuevos productos, conocer la pureza de una sustancia o seleccionar el lubricante adecuado para trabajar en condiciones previstas para una máquina, como por ejemplo el motor de un automóvil o una  máquina excavadora.

Existen distintos tipos de viscosímetro (caída de bola, rotacional, oscilante, etc.) con los cuales se puede cuantificar este parámetro, además de normas (SAE, ISO, etc.) para determinar el grado de viscosidad de las sustancias.

Por lo cual desarrollamos una herramienta llamada “Hall-Torque”, la cual tiene como finalidad optimizar uno de los instrumentos del laboratorio de mecánica de fluidos de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, el cual se utiliza para medir algunos parámetros que permiten encontrar la viscosidad y peso específico de los fluidos.

Con esta herramienta  la adquisición y el cálculo de datos (Longitud, Tiempo, Velocidad, Corriente) para determinar el peso específico así como la viscosidad (absoluta y cinemática), se efectúan por medio de la elaboración total de dicha herramienta tomando en cuenta el área de trabajo donde será instalada.

De igual manera se desarrolló una interfaz interactiva con el usuario implementado en el software LabVIEW donde se mostrara los datos adquiridos durante la prueba así como los resultados de los cálculos necesarios para la determinación de los parámetros.

La metodología que se implemento fue el método de caída de bola y el rotacional. Observamos que algunos de los principales problemas, es el alcance de los sensores de Efecto Hall al detectar el balín en el método de caída de bola, así como la variación de corriente al ejercer una oposición al motor en el método rotacional.

Se propuso disminuir estos problemas, reduciendo el diámetro de la probeta para el primer método además de complementar  con 3 sensores de efecto Hall en cada extremo, para la problemática de la corriente se implementó un circuito de bomba de corriente el cual permite medir la variación del voltaje, así como agregar una compensación en la programación.

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