Calculo de la constante del producto del FF*1/Re

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Índice

Introducción        2

Objetivo particular 2        3

Objetivo particular 3        3

Antecedentes        3

Región de entrada        3

Longitudes elegidas en la red de flujo        4

Metodología experimental        5

Viscosimetría de tubo        5

Calculo de la constante del producto del FF*1/Re        6

Resultados y discusión        7

Caracterización reológica        7

Viscosimetría de tubo        10

Arreglo 1        22

Arreglo 2        24

Arreglo 3        26

Resultados y discusión        24

Bibliografía        29

Introducción

La sopa poblana o sopa tipo crema de chile poblano es típica de la región sureña de México, aunque tiene sus variantes en cada estado. Recibe su nombre del ingrediente principal que es el chile poblano, el cual es un tipo de chile verde, alargado, poco picante que es muy utilizado en la cocina mexicana. El chile es el 8o cultivo con mayor valor generado en la economía nacional, alcanzando un valor de 13 mil mdp anualmente, con un volumen de producción promedio de 2.2 millones de toneladas. Por otro lado, la leche de bovino y derivados son el 3ª producto pecuario en importancia económica, siendo la producción por año de leche en la nación de aproximadamente de 11 mil 808 millones de litros de leche2, esto demuestra que el desarrollo de productos como la sopa tipo crema de chile poblano son indispensables en el crecimiento de este tipo de industrias que propician el desarrollo del país mexicano.

El presente informe de avance establecerá los parámetros de la red de flujo para una posterior experimentación en base a la bibliografía. Además, se realizó la viscosimetría de tubo para comparar los resultados con los resultados de viscosimetría de cilindros concéntricos.

Objetivo particular 2

Calcular el flujo volumétrico de la dispersión de CMC en la red de flujo variando la frecuencia para el cálculo del número de Reynolds de la ecuación .[pic 9]

Objetivo particular 3

Analizar el efecto de la variación de la relación  que presenta la dispersión de CMC al ser transportada en la red de flujo a diferentes velocidades para el cálculo del factor de fricción de la ecuación .[pic 10][pic 11]

Antecedentes

Los diámetros en los instrumentos capilares comerciales suelen oscilar entre 0,1 y 4 mm, con una variación en los ángulos de entrada de 15 a 90 grados. Los viscosímetros de tubería generalmente se construyen en el sitio, por lo que el tamaño varía ampliamente. Algunos pueden ser tan pequeños como 7 mm de diámetro, pero los valores superiores a 12 mm (generalmente de 12 a 32 mm) no son infrecuentes en aplicaciones alimentarias. Los valores de la relación de   en los viscosímetros de tubo varían de 2 a 400: los valores más pequeños se encuentran en las unidades capilares, pero rara vez se ven en los sistemas de tuberías (James F. Steffe, 1996).[pic 12]

Región de entrada

Cualquier fluido a través de una tubería debe entrar a esta por algún sitio. La región de flujo cerca del sitio en el que el fluido entra al tubo se denomina región de entrada. Se puede tratar de los primeros pies de una tubería conectada a un depósito, o de la porción inicial de una gran longitud de un ducto.

Como se muestra en la siguiente figura, el fluido, por lo general, entra a la tubería con un perfil de velocidad casi uniforme en la sección 1. A medida que el fluido se desplaza por la tubería, los efectos viscosos hacen que se adhiera a la pared de la tubería. Lo anterior se cumple sin importar que el fluido sea aire relativamente no viscoso o un aceite muy viscoso. Así, a lo largo de la pared de la tubería se produce una capa limite en donde los efectos viscosos son importantes, de modo que el perfil de velocidad inicial cambia con la distancia a lo largo de la tubería, x, hasta que el fluido llega al final de la longitud de entrada, seccon2, más allá de la cual el perfil de velocidad no varia con x. el grosor de la capa limite ha aumentado hasta llenar por completo la tubería. Los efectos viscosos son considerablemente importantes dentro de la capa limite. Para el fluido fuera de la capa limite dentro del núcleo no viscoso que rodea la línea central de 1 a 2, los efectos viscosos son insignificantes.

La forma del perfil de velocidad en la tubería y la región de entrada ϕer, dependen de si el flujo es laminar o es turbulento. así como la longitud de entrada dimensional , se correlaciona bastante bien con el numero de Reynolds. Longitudes de entradas características están dadas por (Munson, 1999)[pic 13]

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Longitudes elegidas en la red de flujo

En base a la bibliografía se escogieron rangos de una relación de L/D de 2 a 400, en los cuales se establecieron las siguientes longitudes para la realización de la viscosimetría de tubo:

Para la experimentación se establecieron las siguientes relaciones L/D:

Metodología experimental

Viscosimetría de tubo

Fundamento

La viscosimetria de tubo es una técnica ampliamente usada en los laboratorios y en la industria en la que se involucra una fuerza aplicada a  un fluido que pasa a través de un segmento de longitud L a una velocidad U, donde las variables mas importantes dentro de los cálculos de viscosimetria son precisamente la velocidad de flujo y la caída de presión provocada por la fuerzas involucradas (f. impulsora, f. viscosas y f. friccion) de donde a partir de cálculos se obtiene la velocidad de corte o de cizallamiento y la tensión de corte o cizallamiento que son indispensables para generar los parámetros reologicos correspondientes al índice de comportamiento al flujo (n) e índice de consistencia (k) de cualquier material. Dentro de la deducción de las ecuaciones fundamentales de la viscosimetria de tubo y lo que la diferencia de la viscosimetria rotacional es el empleo de la conocida corrección de Rabinowitsch que adapta los cálculos de la rotacional a un sistema tubular.

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