ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD: MECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA CARRERA: INGENIERÍA MECÁNICA
LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS
PRÁCTICA No.-02 VISCOSÍMETRO COUETTE (PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS)
1. DATOS GENERALES: NOMBRE: Darío Guananga
CÓDIGO: 7359
GRUPO No.: …. FECHA DE REALIZACIÓN:
FECHA DE ENTREGA:
2017 /04/10
2017/05/02
2. OBJETIVO(S) 2.1.
GENERAL
Encontrar la viscosidad dinámica de un fluido a temperatura ambiente.
2.2.
ESPECÍFICOS
Elaborar el diagrama reológico, a través de la utilización del viscosímetro Couette para saber si el jabón líquido que se experimento es newtoniano o no newtoniano.
3. METODOLOGÍA Graficar los valores del esfuerzo cortante y la deformación del fluido obtenidos en el equipo denominado VISCOSÍMETRO COUETTE.
4. EQUIPOS Y MATERIALES:
Fig1. Viscosímetro Couette Fuente: [1] A. Méndez, L. Pérez; Determinación de la viscosidad de fluidos Newtonianos y no Newtonianos, México, 2010
Datos R2 radio interno del cilindro que no rota, 0.309m. R1 radio del cilindro que rota, 0.0239m. l longitud del cilindro que rota, 0.075m y que está en contacto con la sustancia. h distancia vertical que recorre la porta pesas, su valor es prefijada. Sustancia: shampoo Cronómetro para determinar el tiempo, t.
5. MARCO TEORICO:
Toda sustancia presenta oposición a que sus partículas sean desplazadas, Newton encontró experimentalmente la Ley de Newton de la viscosidad, en donde su expresión matemática, manifiesta que el esfuerzo cortante es directamente proporcional a la deformación del fluido, siendo esa constante de proporcionalidad la propiedad física llamada Viscosidad Dinámica.
Fig2. Deformación de un fluido Fuente: http://www.ual.es/~mnavarro/Tema%206%20%20Elasticidad.pdf Existen instrumentos y equipos que permiten encontrar la viscosidad de una sustancia, un equipo entre otros, se tiene el denominado Viscosímetro Couette, cuyo esquema es el que se está representado en la figura 2. La viscosidad dinámica se encuentra con la expresión siguiente [1]: =
( 1 ) 213 ℎ
El esfuerzo cortante se determina con la expresión: =
21
Y la deformación del fluido con: ̇ =
( −)
La masa m, es el valor correspondiente a las pesas que se va añadiendo en el porta pesas y el radio r , es el correspondiente al del carrete donde se enrolla el cable cuyo extremo está atado al porta pesas.
6. PROCEDIMIENTO:
Observación y reconocimiento de instrumentos y equipos
Después de haber realizado una limpieza total de los componentes del viscosímetro, se debe realizar su ensamblaje. La sustancia que es shampoo debe ser colocada en el cilindro que no rota.
Manejo de instrumentos y equipos
Prefijar la altura que descenderá el porta pesas. Añadir diferentes masas. Apuntar los tiempos que emplean en descender cada una de las pesas de mas, m.
Cálculos y resultados
Calcular la viscosidad dinámica, el esfuerzo y la deformación del fluido para cada masa, m. Llenar la tabla 3 de los resultados obtenidos experimentalmente.
Denominación
Tiempo
Masa
Viscosidad dinámica
Esfuerzo cortante
Deformación Del fluido
Simbología Unidades
T S 4,3 3,6 3,0 2,4 2,2 2,0 1,9 1,5
m kg 0,08 0,09 0,11 0,12 0,14 0,15 0,17 0,19
µ Pa.s 2,977 2,753 2,804 2,528 2,640 2,651 2,744 2,502
Τ
̇
Pa 365,59 411,29 502,69 548,39 639,79 689,54 776,89 868,29
s-1 2,93 3,57 4,28 5,18 5,79 6,17 6,76 8,29
Tabla 1. Datos experimentales
Análisis, graficación e interpretación de resultados De acuerdo a los resultados y a la forma de la curva trazada con los datos experimentales, se debe tener una idea del tipo de sustancia que se está experimentando y cuál es su modelo matemático. s-1 2,93 3,57 4,28 5,18 5,79 6,17 6,76 8,29
Pa 365,59 411,29 502,69 548,39 639,79 689,54 776,89 868,29
Tabla 2. Datos experimentales de esfuerzo cortante y deformación del fluido.
Esfuerzo vs Deformación 1000 y = 98.888x + 69.159 R² = 0.9841
900 800 700 O Z R E U F S E
600 500 400 300 200 100 0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
DEFORMACÓN
Fig3. Diagrama Reológico para el jabón líquido
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: 7.1. CONCLUSIONES Experimentalmente la gráfica esfuerzo-deformación indica que el fluido en este caso shampoo es newtoniano.
7.2. RECOMENDACIONES
Revisar de que el equipo este en óptimas condiciones antes de ser usado. Mantener limpio como una disciplina dentro del laboratorio respetando las guías de laboratorio.
8. BIBLIOGRAFÍA: CIZALLADURA. [En
línea].Disponible en:
http://www.ual.es/~mnavarro/Tema%206%20%20Elasticidad.pdf
ANEXOS FOTOGRAFÍAS:
Viscosímetro COUETTE
