En el siguiente informe de laboratorio se explicó y demostró todo lo relacionado a la viscosidad

PROPONENTES

David Ortiz Sabogal-20131079048

Javier Marcelo Salas-20131079025

Jhon Carlos Santana-20131079075

RESUMEN

En el siguiente informe de laboratorio se explicó y demostró todo lo relacionado a la viscosidad y por medio de 3 prácticas se calculó tanto la viscosidad dinámica como la cinemática de diferentes fluidos. Para la primera práctica se utilizó el reómetro, un instrumento tecnológico recién llegado a la universidad, el cual por medio de unas fuerzas externas nos permite medir la viscosidad dinámica del fluido expuesto, en este caso una mezcla caliente de asfalto. Después en la segunda práctica se hace uso del canal de Edibon, un instrumento que nos permite determinar la viscosidad cinemática por medio del número de Reynolds, un parámetro adimensional que depende de la velocidad del fluido y del diámetro del canal. Finalmente se determinara la viscosidad dinámica del aceite, la glicerina y el agua por medio del viscosímetro de esfera descendiente, un método que a partir de la caída de la esfera en un fluido y de unas respectivas características (peso específico y velocidad) permite determinarla.

ABSTRACT

The following laboratory report explained and demonstrated everything related to viscosity and by 3 practices calculated both dynamic and kinematic viscosity of different fluids. For the first practice was used the rheometer, a technological instrument newcomer to the university, which by means of external forces allows us to measure the dynamic viscosity of the fluid exposed, in this case a hot mix asphalt. After the second practical use the Edibon channel, an instrument that allows us to determine the kinematic viscosity by the Reynolds number, a dimensionless parameter depending on the fluid velocity and the diameter of the channel. Finally determined the dynamic viscosity of the oil, glycerin and water through descendant sphere viscometer, a method from the falling sphere in a fluid and respective characteristics (specific weight and speed) can determine it.

INTRODUCCIÓN

Todo fluido presente en la naturaleza, al ser sometido a esfuerzos cortantes o fuerzas tangenciales, es decir, paralela a su superficie, presenta cierta oposición, la cual se define como viscosidad. Para comprender mejor esta característica, se realiza esta práctica de laboratorio que consiste en la determinación de la viscosidad mediante el método de “Viscosímetro de esfera descendente” que consiste en medir la viscosidad de un fluido a través de la caída libre de una esfera a través de este, con la medida indirecta por medio del canal Edibon y por ultimo a través de un Reómetro que al generarle una Torsión determinada a un cilindro por medio de una aguja puede determinar directamente su Viscosidad.

MARCO TEÓRICO

Se denomina viscosidad como aquella propiedad que posee un fluido de ofrecer una determinada resistencia al movimiento relativo de sus moléculas. La pérdida de energía se debe a la fricción en un fluido y esta se otorga a la viscosidad. La viscosidad dinámica se da cuando un fluido tiene movimiento, desarrollando en él una tensión de corte cuya magnitud depende de la viscosidad del fluido. La tensión de corte es la fuerza requerida para desliar una capa de área unitaria de una sustancia sobre otra capa de la misma sustancia; de esta forma, es una fuerza dividida entre un área y puede medirse en unidades de newton por metro cuadrado. En un fluido se puede concluir que la magnitud de la tensión de corte es directamente proporcional al cambio de velocidad entre diferentes posiciones del fluido.

En la figura siguiente, se ilustra el concepto de cambio de velocidad en un fluido mediante la exhibición de una capa delgada del fluido situada entre dos superficies, una de las cuales esta estacionaria, mientras que la otra se está moviendo.

[pic 2]

En la figura, el fluido que está en contacto con la superficie inferior tiene velocidad cero y el que está en contacto con la superficie superior tiene velocidad (V), si la distancia entre las dos superficies es pequeña, entonces la rapidez de cambio de velocidad con respecto de la posición (Y) es lineal. El gradiente de velocidad es una medida de cambio de velocidad y se define con  [pic 3]También se le conoce como rapidez de corte.

El hecho de que la tensión de corte del fluido es directamente proporcional al gradiente de velocidad puede establecerse como:

[pic 4]

En donde la constante de proporcionalidad     se le conoce como la viscosidad dinámica del fluido.[pic 5]

La viscosidad cinemática se da cuando un fluido se mueve sin tener en cuenta sus causas, y se define como:

[pic 6]

MARCO METODOLÓGICO

Viscosidad cinemática del agua en el canal de Edibon

-Encender el circuito eléctrico del tanque.

Verificar que el Limnimetro se encuentre calibrado, Ver Ilustración 1.

-Encender el círculo de la bomba y abrir la llave para que circule el agua.

-Manipular la válvula y escoger un caudal (Q) entre 2000 y 5000 L/ h. Ver Ilustración 2 y 3.

-Esperar hasta que se estabilice el nivel del agua en el canal y estimar la profundidad del líquido con el Limnimetro.

-Repetir el procedimiento para tres caudales diferentes.

-Apagar el circuito eléctrico del tanque y desconectar el enchufe eléctrico.

Viscosidad dinámica de bola

-Seleccionar dos bolas (en este caso canicas), tomar sus pesos por medio de una balanza, medir sus diámetros por medio de un pie de rey y registrar estos datos, para posteriores cálculos.

-Agregar los respectivos fluidos (alcohol y Glicerina) a cada una de las probetas hasta completar un volumen determinado.

-Registrar la distancia vertical que van a recorrer las esferas en las probetas.

-Dejar caer cada esfera y medir con el cronometro el tiempo que tarda en recorrer la distancia marcada.

-Con estos datos, calcular la velocidad de caída de cada una.

-Repetir el procedimiento tres (3) veces para cada líquido.

Viscosidad por medio del reómetro

-Disponer el reómetro para su utilización, seleccionando la aguja ideal.

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