Departamento de Ingeniería Química y Ambiental Laboratorio de propiedades termodinámicas y de transporte Practica F1- Viscosidad Leidy Carolina Blanco Barragán
[email protected] Sergio Alejandro Bustos Hernández
[email protected] 25 de abril del 2017 Grupo 2
OBJETIVO GENERAL
Determinar la viscosidad de un aceite lubricante SAE50 y 5W-20 utilizando un viscosímetro Saybolt,
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Comprender como interactúa la viscosidad de un lubricante con la t emperatura Encontrar los parámetros de a y b de la ecuación ecu ación de Andrade
MARCO TEORICO La viscosidad es la resistencia interna que presenta un fluido para desplazarse libremente, también es importante definir la fuerza de arrastre, que es la fuerza de un fluido fluyente ejerce sobre un cuerpo en dirección del flujo. fl ujo. Una relación de la viscosidad se da por medio de dos placas paralelas muy grandes la cual tiene un flujo en el miedo separadas por cierta distancia, a la cual se le ejerce una fuerza contante y paralela a la placa superior mientras la placa inferior se mantiene fija, se observa que la parte superior, tanto la placa como el fluido se mueven con una velocidad constante. El esfuerzo cortante (τ) se da por la ecuación 1, donde A es el área de contacto entre la placa y el fluido.
=
.[1]
El fluido de la placa inferior toma una velocidad cero, por o tanto el fluido se encuentra en estado estacionario, haciendo que este tenga una variación lineal de 0 a V, en la ecuación 2 se muestra como interactúa el perfil de velocidad y en la ecuación 3 el gradiente de velocidad, donde y es la distancia vertical desde la placa inferior.
=
.[2]
=
.[3]
Los fluidos los cuales a deformación es proporcional a su esfuerzo cortante son los fluidos newtonianos, que son los fluidos comunes como aire, agua y algunos aceites. Los fluidos no newtonianos son los cuales su relación esfuerzo cortante y deformación no es lineal, como la sangre y los plásticos líquidos su interacción se puede ver en la figura 1.
Figura 1. Variación del esfuerzo cortante con la razón de deformación. Es importante recalcarla influencia de la temperatura en la viscosidad, donde influye según si el fluido es un gas o un líquido, en los gases el aumento de T favorece la viscosidad mientras que en los líquidos este aumento la desfavorece. El efecto de la temperatura se puede calcular con las ecuaciones de Andrade (ecuación 4), Vogel (ecuación 5) y Eyring (ecuación 6).
=+ =+
.[4]
+
.[5]
ℎ , = ̅
.[6]
Donde los parámetros A, B y C son constantes tabuladas, y N es el número de avogadro, h es la constante de Planck, Ves el volumen molar, Tb es la temperatura de ebullición y T la temperatura a la que se encuentra la sustancia. Ecuación de Stokes Esta es la ecuación generalizada de la ley de viscosidad de Newton, hace referencia a la fuerza de fricción de un objeto esférico moviéndose en flujos laminares, es decir con Reynolds bajos y se expresa con la siguiente ecuación, donde Fr es la fuerza de fricción,