CALIBRACION DEL VISCOCIMETRO THOMAS STORMER García Faccio, Pineda Daniel, Castillo Samu el, Osorio Julián, Ramírez Isabel.
Universidad del valle
Introducción La viscosidad es la oposición de un fuid fuido o a las las deo deorrmaci macion ones es tangenci tangenciales, ales, cuando cuando un objeto objeto está en movimiento en un medio liquid liquido o se gene genera ra una una ricci ricción ón,, ricción que es mayor dependiendo de la densidad del fuido y de la temperatura. Debido a la condición de no deslizamiento la velocid cidad dism isminuye desde sde su máximo imo valor asta cero. !sto lo podemos observar en la ley de "e#ton de la viscosidad$ τ = μ
imagi imaginam namos os que que el sólido sólido está está ormado por placas la deormación es el desplazamiento relativo de unas capas respecto a otras. !l pequ peque)o e)o rozam rozamien iento to exist existent ente e entre las capas es lo que se
denomin denomina a viscosida viscosidad. d. Debemos Debemos resaltar que la viscosidad solo se presenta en fuidos en movimiento ya que si están en reposo adoptan una orma tal en la no act*an las uerzas tangenciales que no puede resistir.
Objetivos
dv dy
%i gra&cam camos el esu suerz erzo vs dv'dy obtenemos una l(nea recta, cuan cuand do esto sto no se cum cumpla la visc viscos osid idad ad tend tendrá rá un valo valorr de acue acuerrdo al esu esuer erzo zo cort cortan ante te,, igual a la pendiente de la curva en ese punto, este ser(a un fuido no ne#toniano. La viscosidad se puede explicar senc sencil illa lame ment nte e imag imagin inan ando do un bloq bloque ue soli solido do some someti tido do a una una uerza tangencial, en este caso el material solido opone una resis resisten tenci cia a a la uerza uerza aplica aplicada da pero se demora. %i es más r(gido se deorma menos, %i
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+bjetivo general$ razar razar las rectas rectas de calibración del viscos(metro omas%tormer. +bjetivos espec(&cos$ amiliarizar con el viscos(metro tomando mediciones de viscosidades dinámicas de un fuido espec(&co. !laborar la curva de calibración utilizando los registros de tiempo del viscos(metro.
Descripción de ! pr"ctic! /ara esta práctica utilizamos los siguientes instrumentos$ •
0iscos(metro %tormer.
omas
y bajo la tensión de 56g, luego calculamos el tiempo pero con una tensión de 75g. /ara cada una de las tensiones se tomaron 9 tiempos. Luego de obtener los tiempos medimos la temperatura del fuido y miramos la viscosidad que nos indicaba el dispositivo el2ctrico.
D!tos # C"cuos
igura 1. 0iscos(metro omas %tormer.
• • • •
0iscos(metro !l2ctrico. ermómetro. 3ronometro. 4uego de pesas.
/ara iniciar la práctica comenzamos con&gurando el viscos(metro omas %tormer, pusimos aceite en el cilindro interior y agua auera, teniendo as( una especie de ba)o mar(a para el control de la temperatura, ya que la viscosidad disminuye con la temperatura. Luego adecuamos las pesas con las cuales (bamos a trabajar, primero 56g y luego 75g. 8a con todo el equipo con&gurado procedimos a tomar el tiempo que se demora en dar 166 revoluciones el rotor que se encontraba sumergido en aceite
eniendo en cuenta los tiempos registrados y la viscosidad obtenida se realizó la grá&ca de rectas de calibración. !n la cual se observa un comportamiento totalmente lineal para los pesos de 56 y 75 gramos. : continuación se muestra la tabla en la cual el peso de 75 gramos tiene una pendiente menor, casi la mitad que la recta de 56g.
Figura 1. Grafca Tiempo vs Viscocidad
eniendo en cuenta las pendientes de las rectas se calcula la constante ; del equipo utilizado, obtenemos un valor de$ ;<6.66791 para 56g ;<6.669== para 75g 8a con la constante ; allada procedemos a encontrar el valor > en unción del tiempo. /ara esto utilizamos la siguiente ecuación$ μ KT
Soución de pre$unt!s propuest!s% !xisten 9 tipos de viscosidad$ Dinámica, 3inemática y :parente. La viscosidad de un fuido puede medirse por un parámetro dependiente de la temperatura llamado coe&ciente de viscosidad o simplemente viscosidad$
=
Cna cuerda mal enrollada sobre el tambor aectar(a en gran parte la libre ca(da del peso, aectándonos as( la rotación del tambor y dando valores errados de viscosidad.
viscosidad
dinámico
,
>< 15?.@9c/
Debemos tener especial importancia en la temperatura ya que la viscosidad depende en gran parte de esta, ya que entre más alta es la temperatura más baja es la viscosidad, en especial caso para los aceites.
de
designado como o E. !n unidades en el %F$ G>H < G/aIsH < GJgIm-1Is-1H K otras unidades$
+btenemos un valor de$
+btenemos un valor bastante cercano a el que nos indicaba la maquina el2ctrica A1?6.?c/B por lo cual se puede deducir que el trabajo experimental quedó bien realizado.
Coeficiente
1 poise = 1 [P] = 10 -1 [Pa·s] = [10 1
kg·s-1·m-1]
Coeficiente
de
viscosidad
designado como , y que resulta ser igual al cociente entre el coe&ciente de viscosidad dinámica y la densidad del luido. < E'M. A!n unidades en el %F$ GH < Gm=.s-1H. !n el sistema cegesimal es el %toJes A%tB. cinemático
,
La viscosidad en la realidad es muy *til medirla ya que es la caracter(stica más importante de la lubricación de máquinasK si esta es muy baja para un determinado uso la maquina surirá un desgaste mayor por alta de colcón idrodinámica, y si es muy alta para su aplicación el consumo de energ(a será
mayor, el desgaste tambi2n será mayor por alta de circulación y el aceite se calentara por ricción.
An"isis de Resut!dos% +btuvimos un valor experimental de la viscosidad para el aceite a =1,@ N3 bastante cercano a el que indicaba la maquina lo cual demuestra una correcta práctica. !l valor de ; obtenido es un valor *nico para cada máquina y peso por lo tanto si calculamos el valor de nuestra viscosidad en otra máquina usando el valor de ; obtenido tendr(amos problemas e inconsistencias.
Concusiones : mayor temperatura, más baja es la viscosidad por lo cual debemos tener siempre presente la temperatura al medir viscosidad. La viscosidad obtenida experimentalmente arroja
valores muy cercanos a los obtenidos por una maquina digital, por lo cual se puede usar sin ning*n problema las órmulas para la viscosidad. Demostramos que las órmulas para obtener ; de una maquina son totalmente correctas y con&ables. 3uando un cuerpo se mueve atreves de un fuido aparece una uerza que se opone a el movimiento.
REFERENCIAS [1] Serway Raymond, Jewet Jhon; Fisica ,
3ra Edicion. Editorial Thomson [2] Guía e !racticas e Fumdamentos
de "luidos, !ractica #, Universidad el $alle, #%&#
