Facultad de Ingeniería Mecánica
VISCOSIMETRO DE HOPPLER MI CHAEL M ALDONADO, SEBAS SEBASTI TI AN M EJIA, HERNAN VEGA, DIEGO DIAZ , ANDRES ANDRES BERNAL
RESUMEN Informe de la practica número 3 “ Viscosímetro de hoppler” realizado en el laboratorio de fluidos, en la
cual se determinó la viscosidad experimental de un fluido (aceite), a medida que variaba la temperatura. .
PALABRAS CLAVE: Densidad, viscosidad, presión, temperatura, viscosímetro de hoppler, etc. 1. OBJETIVOS Determinar experimentalmente la viscosidad de un fluido dado a medida que varía la temperatura con la ayuda de un viscosímetro hoppler.
Para este laboratorio se trabajó con el viscosímetro 2 y con la esfera numero 4 cuya densidad es de 8.122 gramos sobre centímetro cubico y su constante K va a ser igual a 0.80748 mili pascales por gramo sobre centímetro cubico.
2. MARCO TEORICO VISCOSIDAD
3. PROCEDIMIENT PROCEDIMIENTO O
La viscosidad es la propiedad de un fluido que da lugar a fuerzas que se oponen al movimiento relativo de capas adyacentes en el fluido. En otras palabras, la viscosidad es una medida de la resistencia del fluido a derramarse o fluir por el interior de un conducto
VISCOSIMETRO DE HOPPLER Está basado en la modificación del viscosímetro de bola en donde una esfera rueda en el interior de un tubo que puede inclinarse en un ángulo determinado. Las esferas son relativamente grandes con relación al diámetro interior del tubo, lo que hace que el diámetro de la esfera sea de gran precisión. Las medidas de la viscosidad deben hacerse a diferentes temperaturas del fluido, donde se cumple que: = t* (p1-p2) * K
Donde: Viscosidad absoluta ( ) Densidad de bola (p1) Densidad del aceite (p2) Tiempo de caída (t) Constante de la esfera (K) El valor de la constante K depende del tipo de esfera a utilizar y el viscosímetro que se esté usando
1) Nivele el viscosímetro. 2) Llene el tubo interior con el aceite disponible para la experiencia y verifique que su temperatura sea ambiente 3) Seleccione el material de la bola de acuerdo a la tabla anterior y al tipo de aceite 4) Introduzca la bola dentro del tubo con aceite y ciérrelo 5) Registre el tiempo requerido por la bola para recorrer el espacio entre las líneas. Una vez pase la línea final inviértalo 180 grados y tome nuevamente el tiempo. Tabule los datos 6) Modifique la temperatura del baño de agua; simultáneamente agite la bomba manual para homogenizar la temperatura 7) Cuando la temperatura cambie en 5 grados tome el tiempo requerido por la esfera para recorrer el tubo, gírelo 180 grados y mida de nuevo el tiempo transcurrido, manteniendo la temperatura constante. Tabule los datos 8) Repita el proceso para un total de 6 lecturas de diferentes temperaturas
4. DATOS TOMADOS Tiempo en segundos y temperatura en grados centígrados Numero
Tabla de datos 1 Tiempo 1 Tiempo 2 Temperatura
Facultad de Ingeniería Mecánica
1 2 3 4 5 6
16,26 13,81 11,18 8,7 7,13 5,98
16,06 13,82 11,15 8,81 7,31 5,93
14 19 24 29 34 39
Con esta ecuación encontramos los valores teóricos de y con este encontramos el porcentaje de error
% Error = 100* ( Teo- Exp) /
Teo
5. CALCULOS Viscosímetro numero 2 Esfera número 4, Hierro
Tabla de resultados 2
Para este laboratorio se trabajó con el viscosímetro 2 y con la esfera número 4 cuya densidad es de 8.122 gramos sobre centímetro cubico y su constante K va a ser igual a 0.80748 mili pascales por gramo sobre centímetro cubico Viscosidad experimental exp
= K* (p1-p2)*(t1+t2)/2
Recordando: p1=8.112 g/cm3 p2=0,92 g/cm3 K=0,80748 mPas*g/cm3 Tiempo 1= t1 Tempo 2= t2 Por tanto la viscosidad experimental para cada caso va a ser Tabla de resultados 1 Numero Experimental mPa*seg 1 93,85 2 80,23 3 64,84 4 50,84 5 41,93 6 34,58 Graficando la tabla de resultados 1 y utilizando la regresión lineal encontramos la ecuación tipo de la viscosidad (Ver anexo 1)
= A* TiB
Teo
De donde entonces podemos determinar la siguiente ecuación
#
T
Teo
exp
% Error
1 2 3 4 5 6
14 19 24 29 34 39
102,31 75,58 59,94 49,68 42,43 37,03
93,85 80,23 64,84 50,84 41,93 34,58
8,26 6,15 8,17 2,33 1,18 6,61
6. CONCLUSIONES, OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES En este trabajo se determinó el coeficiente de viscosidad del aceite mediante un viscosímetro de Hoppler, hubo fuentes de error con respecto a la toma del tiempo, ya que se manejó manualmente el cronómetro. La medida de la temperatura fue algo más exacta ya que se tomó con un termómetro digital. Pero sin embargo este también tiene un error de medida que es menor al error de medición humano. Finalmente, se concluye que a medida que la temperatura aumenta, la velocidad también aumenta debido a que la densidad disminuye, al igual que lo hace la viscosidad del líquido, por ende entre mayor es la temperatura menor es la densidad del aceite, por tanto menor es su viscosidad lo que explica que cada vez que la temperatura aumentaba la bola necesitaba menos tiempo para realizar el recorrido tal como se observó en en el experimento. .
7. BIBLIOGRAFIA 7.1 Ref er enci as de L ibr os
BELTRÁN P., Rafael. Introducción a la Mecánica de Fluidos. Bogotá. McGraw Hill Uniandes, 1991. 346
= 1402,5* T-0,992
8. APÉNDICES Y ANEXOS
Teo
Donde T es temperatura
Anexo 1
Facultad de Ingeniería Mecánica
Grafica de la viscosidad del aceite trabajado en función de la temperatura. Tabla 1. Experimental correspondiente a cada temperatura Numero
Temperatura
Experimental
1
14
93,85
2
19
80,23
3
24
64,84
4
29
50,84
5
34
41,93
6
39
34,58
Grafica 1. Dispersión de la Tabla 1. Regresión Lineal. Ecuación de Teórica
