Universidad de La Serena Facultad de Ingeniería Ingeniería de Ejecución Mecánica Laboratorio de Lubricación
Viscosímetro Capilar Ubbelhode
Nombre: Profesor: Carrera: Laboratorio: Fecha:
Raúl Pérez Romina Duarte Ingeniería de ejecución mecánica L-1 11 de mayo de 2018
Resumen Como se ha visto en experiencias anteriores, existen diferentes instrumentos para determinar la viscosidad de un fluido, en esta experiencia se conocerá un nuevo instrumento para este fin, el viscosímetro capilar Ubbehlode. En esta experiencia se aprenderá el funcionamiento y a cómo usar este viscosímetro, para así poder determinar la viscosidad de dos fluidos.
Introducción La viscosidad de una de las propiedades más importantes de los lubricantes, es por esto que es muy importante el poder determinar la viscosidad de estos fluidos. Para determinar la viscosidad existen diferentes instrumentos que se pueden utilizar, en esta experiencia se utilizará un viscosímetro capilar Ubbehlode, es cual básicamente consiste en tubo delgado de vidrio, o capilar, el cual utiliza el tiempo en que se demora un fluido en descender por dicho tubo para determinar su viscosidad.
Objetivo general Determinar la viscosidad de un fluido de forma experimental utilizando un viscosímetro capilar Ubbehlode.
Objetivo especifico A través de la experiencia lograr comprender y aplicar un nuevo método para medir la viscosidad de un fluido. Entender de forma práctica el concepto de viscosidad.
Viscosímetro capilar Hagen y Poiseuille son considerados los primeros científicos que utilizaron un tubo capilar para realizar experimentos en 1839. Poiseuille estudió problemas de flujo capilar para comprender la circulación de la sangre a través de los vasos capilares del cuerpo humano, gracias a estos estudios se descubrió la relación entre la velocidad del flujo y la caída de presión para un flujo capilar, conocida también como ley de Hagen-Poiseuille. Estos viscosímetros se dividen en viscosímetros de cilindro-pistón y viscosímetros de capilar de vidrio, este último tipo es el utilizado en esta experiencia. Los viscosímetros de capilar de vidrio son utilizados para medir la viscosidad de líquidos transparentes y opacos. Para preparar la prueba de viscosidad, el tubo viscosímetro es cargado con una cantidad específica de fluido de prueba. Después de estabilizarse en la temperatura de prueba, se saca mediante succión el líquido a través del bulbo y se le deja ligeramente por encima de la marca de regulación superior. Se retira la succión y se permite al líquido fluir bajo el efecto de la fuerza de gravedad. Viscosímetro capilar Ubbelohde Este viscosímetro determina la viscosidad basándose en el tiempo en que tarda en fluir un flujo capilar del líquido a ensayar.
Partes del viscosímetro Ubbelhode
Procedimiento
Se vierte el líquido por el tubo de llenado hasta que se llene el reservorio del viscosímetro Posicionar el viscosímetro en el estanque y esperar un tiempo para que la temperatura del líquido se iguales a la del tanque, luego tomar la temperatura del tanque. Se cierra la apertura del tubo de llenado con el dedo. Usando un tubo flexible se aspira por el tubo capilar, de esta manera creando un vacío, y de esta manera permitiendo que el líquido suba por el capilar. El líquido al subir irá llenado la bola de nivel, el capilar, la bola de medición y la bola de entrada. Se debe aspirar hasta que el líquido alcance una altura de aproximadamente 10mm por sobre la marca anular superior. Se termina de aspirar, se quita el tubo flexible y se destapa el tubo de llenado y el líquido comenzará a descender. Se toma el tiempo en el que el nivel de líquido baje hasta la marca anular inferior.
Consideraciones
El viscosímetro debe estar completamente seco y libre de cualquier suciedad para poder realizar una medición correcta. Hay que esperar el tiempo suficiente para que el líquido dentro del viscosímetro iguale su temperatura con la del tanque, de modo que esta sea homogénea.
Cálculo de la viscosidad En estos viscosímetros la viscosidad cinemática se calcula mediante la fórmula: =
Donde: ν es la viscosidad cinemática
k es la constante del viscosímetro t es el tiempo en que el fluido baja desde la marca anular superior a la inferior
Experiencia
En esta experiencia se utilizó un viscosímetro capilar Ubbelohde de forma normal o tipo DIN, con número de tipo 530 20.
Por lo que la constante del viscosímetro k es igual a 0,1 Se determinó la viscosidad de un aceite SAE 10W40 y aceite hidráulico ISO 32 La medición se realizó a una temperatura constante de 26 °C Para el aceite 10W40 se obtuvo un tiempo de 86 segundos, mientras que para el ISO 32 se obtuvo 758 segundos. Aplicando la fórmula se obtienen los siguientes resultados: Tiempo (segundos) SAE 10W40 ISO 32
Viscosidad(cSt)
86
8,6
758
75,8
Se puede observar que las viscosidades obtenidas son más bajas de lo que se podría esperar, esto podría deberse a que no se lograron controlar todas las variables de la experiencia.
Conclusión Gracias a esta experiencia se conoció el viscosímetro Ubbelhode, así como su principio de funcionamiento y como utilizarlo correctamente. Como se ha dicho anteriormente, la viscosidad es una propiedad muy importante en la lubricación, es por eso que es bueno conocer más formas para poder medirla.
