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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA INGENIERÍA QUÍMICA
PRÁCTICAS DE LABORATORIO INTEGRAL I (FENÓMENOS DE TRANSPORTE I)
ING. TOMAS ISABEL PICHARDO ESQUIVEL
METEPEC, MÉXICO, AGOSTO DE 2003.
Primero, después y todo el tiempo ¡¡Seguridad!! El laboratorio de química puede ser potencialmente poderoso o por lo que es de vital importancia que sigas algunas reglas sencillas de seguridad, que a continuación se mencionan. •
Viste bata de manga larga la cual protegerá tu cuerpo y ropa.
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Usa lentes de seguridad.
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Usar zapato cerrado.
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No comas, bebas o fumes dentro del laboratorio.
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Si no estás seguro de cómo realizar una operación o tienes dudas del funcionamiento del algún equipo pregunta al auxiliar o al maestro. Ubica los extintores, salidas de emergencia, regaderas, lava ojos y botiquín. En caso de accidente mantén la calma, cierra las llaves de gas y agua que tengas abiertas, sino puedes ayudar aléjate, si tienes que salir del laboratorio hazlo con calma. Al salir del laboratorio lávate correctamente las manos. Evita visitas durante las prácticas. Apaga tu celular al entrar para evitar distracciones.
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Utiliza el cabello recogido.
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Evita correr y jugar dentro del laboratorio.
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Lava tu material antes y después de usarlo.
¿Cómo reportar la práctica? 1.- Carátula: •
Número de práctica
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Nombre de la práctica (negritas)
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Integrantes del equipo (en orden alfabético)
2.- Contenido •
Objetivo
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Introducción
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Fundamento teórico
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Desarrollo
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Observaciones
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Resultados
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Conclusiones
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Bibliografía
Nota: No abuses de los espacios y letras mayúsculas recuerda que la presentación es muy importante.
PRÀCTICA #1. DEMOSTRACIÒN DE LA VARIACIÒN DE PRESIÒN DE MANOMÈTROS, BARÒMETROS Y CUERPOS SUMERGIDOS. Objetivo: Conocer lo que son los manómetros., los barómetros, las diferencias que hay entre cada uno de estos y el porque de su ubicación.
Requisitos para el Laboratorio 1. ¿Qué es presión? 2. Tipos de presión 3. Definición de manómetro 4. ¿Qué es un barómetro? 5. ¿Cuáles son los cuerpos sumergidos?
Desarrollo Se realizará un recorrido por las instalaciones del Tecnológico para identificar las redes del suministro de agua, vapor y aire que abastecen el laboratorio de Ingeniería Química (J) , durante el recorrido debes observar que todos los instrumentos y accesorios se encuentren instalados en dichas tuberías. Para entregar tú reporte es necesario que realices tu diagrama sobre las instalaciones además debes de identificar los equipos del laboratorio que usen los tres tipos de suministros diferentes mediante la elaboración de un dibujo. Recuerda que también debes de referirte a su estado y condiciones en las que se encuentran los instrumentos.
PRÀCTICA #2. DETERMINACIÒN DE LA VISCOSIDAD EN FLUIDOS NEWTONIANOS
Objetivo: Conocer el funcionamiento de los diferentes tipos de viscosímetros, mediante la determinación de la viscosidad para diferentes fluidos newtonianos.
Requisitos para el Laboratorio.
Concepto de viscosidad.
Principio, funcionamiento de los viscosímetros, ¿Cómo calcular las velocidades mediante su uso? 1. Ostwald. 2. Saybolt. 3. Brookfield. ¿Qué es un fluido Newtoniano y sus características?
Viscosidades teóricas de diferentes fluidos
Desarrollo: 1. Se deben lavar perfectamente los viscosímetros y el material que se va a utilizar.
2.
Determine las viscosidades del agua, acetona y alcohol con el viscosímetro Ostwald. Tome en cuenta que solo se pueden medir
viscosidades de solventes en este viscosímetro, esto para evitar que se queden residuos dentro de este. De lo contrario el equipo quedara inservible. Registre correctamente sus viscosidades. 3. Use el viscosímetro Saybolt para determinar las viscosidades del agua, acetona, alcohol, vinagre. Registre los resultados y compare con los anteriores. 4. Calcule las viscosidades del aceite y vinagre usando el viscosímetro Brookiel y compare sus resultados con los 2 anteriores.
Nota: Si tienes duda sobre el uso de algún instrumento consulta con el maestro o con el auxiliar de laboratorio.
PRÀCTICA #3. DETERMINACIÒN DE LA VISCOSIDAD EN FLUIDOS NO NEWTONIANOS. Objetivo: Determinar la viscosidad de algunos fluidos no newtonianos a diferentes temperaturas.
Requisitos para el laboratorio Principio, funcionamiento del viscosímetro Broofield, ¿Cómo calcular las viscosidades mediante su uso? Que es un fluido no newtoniano y sus características •
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¿Cómo varía la viscosidad con respecto a la temperatura?
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¿Cómo se mide la viscosidad en la actualidad de un fluido no newtoniano?
De los siguientes fluidos escoger dos diferentes por equipo y traer como mínimo 600 ml. * * * * *
Gel Shampoo Crema comestible Pintura de agua (concentrada) Mayonesa
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Manteca vegetal Catsup Miel Mostaza Yogurt
Material y Reactivos * * * * * *
Viscosímetro Brookfield 1 vaso de pp. de 1000ml 2 termómetros 2 mecheros 2 soportes universales 2 agitadores de vidrio
* Cerillos * 2 telas de asbesto * Hielo (opcional) * Jabón liquido * Franela
Desarrollo 1.- Se debe lavar perfectamente el viscosímetro y el material que se va a utilizar. 2.- Determine la viscosidad de la muestra a la temperatura que se les señale.
Muestra
Temp. 1
µ1
Temp. 2
µ2
Temp. 3
µ3
4.- Anotar resultados y concluir ¿Cuál es la variación de la viscosidad con respecto a la temperatura, experiencia en el desarrollo de la práctica?, características de los fluidos no newtonianos.
RECMENDACIONES: Lavar los émbolos y recordar que entre más viscoso menor debe ser el émbolo.
NOTA: Si tienes duda sobre el uso de algún instrumento consulta con el maestro o con el auxiliar de laboratorio.
PRÀCTICA #4. EXPERIMENTO DE REYNOLDS Objetivo: Realizar un prototipo del experimento y calcular con éste el número de Reynolds para los tres tipos de flujo. Esta práctica consta de dos partes. Como primera parte se deberá realizar un prototipo del experimento de Reynolds utilizando los materiales que usted crea conveniente ( tome en cuenta que la presentación y funcionamiento son de vital importancia para su calificación), este prototipo se deberá presentar en la fecha que se realice ésta práctica. En la segunda parte ya teniendo el prototipo se procederá a calcular el número de Reynolds para un flujo turbulento, laminar y de transición.
Requisitos para el laboratorio
Principio del experimento de Reynolds.
¿Cómo es un flujo laminar, turbulento y de transición?
¿Cómo se calcula el número de Reynolds?
¿Cuáles son los rangos del número de Reynolds para poder determinar el tipo de flujo?
Desarrollo A continuación se hacen algunas sugerencias para realizar su prototipo. Para poder realizar tu modelo deberás tomar en cuenta que por donde va a circular tu fluido debe ser un tubo o manguera transparente el cual se pueda perforar ya que tendrás que utilizar una jeringa la cual contendrá tinta que te servirá como indicador para observar el tipo de flujo, además deberá tener un controlador de flujo, una pantalla blanca para que se pueda observar mejor la tinta y una distancia bien marcada.
Realiza correctamente tus cálculos y has tus conclusiones.
RECOMENDACIONES: Evita tener fugas, utiliza un color de tinta fácil de observar, procura no mover la aguja después de insertarla.
NOTA: Si tienes duda consulta con el maestro o con el auxiliar de laboratorio.
PRÀCTICA #5. CÀLCULO DEL FACTOR DE FRICCIÒN Y POTENCIA EN EL APARTO DE FRICCION DE FLUIDOS Objetivo: Determinar el factor de fricción para las diferentes tuberías y la potencia que desarrolla la bomba del aparato de fricción de fluidos.
Requisitos para el laboratorio. o
Calculo del factor de fricción en tubos lisos
o
¿Cómo se calcula el caudal en una tubería?
o o
o o
Ecuación de Bernoulli para el cálculo de potencia ¿Cómo se determinan las pérdidas por fricción debido a los accesorios de la tubería? Tabla para pérdidas por fricción debido a los accesorios Funcionamiento del aparato de fricción de fluidos.
Desarrollo El aparato de fricción de fluidos empleado para evaluar las pérdidas de energía que se originan en las tuberías y accesorios. Está conformado por diferentes tipos de accesorios y tuberías interconectados entre sí, y a su vez a una bomba. El material de estos elementos es de PVC.
Reconocimiento del equipo: Poner en funcionamiento la motobomba, abrir o cerrar respectivamente las válvulas de las tuberías por las cuales va a pasar nuestro fluido (cerrar lentamente) y se toman los respectivos volúmenes en un tiempo determinado, para el cálculo del caudal (Q) (Tomar tres tiempos y tres volúmenes y sacar promedios). Para cada tubería. Se leen las diferencias de presión en los manómetros diferenciales de mercurio para cada tramo de tubería y para cada accesorio. Estas lecturas manométricas son solo para ver de que manera varía el flujo debido a los accesorios.
Obtener las velocidades cuando haya cambios de área, calcular los Reynolds respectivos, obtener el factor de fricción, calcular las pérdidas por fricción debido a los accesorios y finalmente calcular la potencia. Este procedimiento se debe realizar para cada tubería.
Recomendaciones: Antes de iniciar la práctica verifique que no haya fugas, vacíe completamente el depósito de agua para que al momento de calcular el flujo sean más exactos, calibrar los manómetros (tome en cuenta con cual manómetro va a hacer las lecturas ya que el aparato tiene uno de agua y uno de mercurio).
Nota: Si tienes duda del funcionamiento con algún maestro o con el auxiliar del laboratorio.
