Facultad de Ingeniería Civil
VISCOSIMETRO ROTACIONAL
RESUMEN Se trata de un equipo muy versátil utilizado en laboratorio de control de calidad y líneas de producción industriales, es un equipo utilizado para la determinación de la viscosidad por el principio rotacional, el cual consiste en la rotación de un husillo sumergido sumergido en un líquido a una velocidad velocidad constante. constante. a resistencia resistencia generada generada por la muestra sobre el husillo va ser directamente proporcional a la viscosidad.
PALABRAS CLAVE: !iscosidad, Fluidos "e#tonianos, $usillos. 1.OBJETIVO % &eterminar la viscosidad de varios 'luidos comple(os a distintas velocidades de rotación y)o a di'erentes temperaturas. % *tilizar equipos para determinar la viscosidad como los viscosímetros y reómetros. % +raba(ar en un rango concreto de viscosidades.
eternos. /or e(emplo, el agua adopta la 'orma interior de un vaso debido a la 'uerza de la gravedad. "o obstante, cuando se le aplica un es'uerzo a un 'luido las 'uerzas de interacción entre las mol-culas hacen que que apare aparezca zca cierta cierta resist resistenc encia ia al movimiento o 'ricción interna que se denomin denomina a viscosidad . !isto desde el otro lado, se requerirá cierto es'uerzo mínimo mínimo para para inici iniciar ar y mante mantener ner un 'luido 'luido en movimien movimiento. to. La reología es la ciencia que se encarga de estudiar las las propi ropied edad ades es visc viscos osas as de los los 'luidos 012.
2.MARCO TEÓRICO Propiedades de los l!idos di'erencia di'erencia de los sólidos, sólidos, en los mater material iales es líquid líquidos os y gase gaseoso osos s las mol-culas se desplazan unas respecto de otras, de modo que el 'luido 'luido cambi cambia a 'ácilm 'ácilmen ente te de 'orma 'orma cuando se ve sometido a es'uerzos
a reolo reología gía clasi' clasi'ica ica los los 'luido 'luidos s en "e#toni "e#toniano anos s y no3ne# no3ne#toni toniano anos. s. 4n los los ne# ne#toni tonian anos os hay hay una una rela relaci ción ón lineal entre la magnitud del es'uerzo cort cortan ante te apli aplica cado do y la rapi rapide dez z de de'ormación de'ormación angular aplicada, siendo -sta constante. 4n los no3 ne#tonianos la relación no es lineal.
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4l agua y otros líquidos 'ormados por mol-culas peque5as son 'luidos "e#tonianos a temperatura y presión atmos'-ricas. os viscosímetros están equipados con di'erentes tipos de husillos 678, 79, 7:, 7;, 7< y 7=> y un rango de velocidades 6entre 1? y 1?? rpm> que permiten un amplio rango de medidas de viscosidad. Como la viscosidad de un 'luido, es la resistencia que opone el líquido al avance del movimiento del husillo, crece proporcionalmente a la velocidad de rotación del husillo y al tama5o del mismo. /or tanto, discos grandes a ba(as velocidades van a ser apropiados para sistemas muy viscosos, y discos peque5os a velocidades altas se utilizan para medir las viscosidades más ba(as. a sensibilidad del equipo depende del husillo que se utilice, variando entre 1 a 1?? m/a3s. 4n la tabla de husillos se pueden ver los valores correspondientes a cada husillo. partir de las medidas de 'uerza de torsión, da la velocidad del e(e y de sus características, el viscosímetro nos da una lectura directa de la viscosidad en centipoises 6m/a.s> 082.
". PROCE#IMIENTO % Se encendió el viscosímetro pulsando el interruptor en la parte posterior de la cabeza. % Se colocó el vaso con el sistema homogeneizado deba(o de la cabeza del viscosímetro. % Se introdu(o el husillo en el líquido de modo que el disco entrara de
'orma oblicua para evitar que atrapara burbu(as de aire. *na vez mo(ado en el 'luido, se enroscó en el e(e del viscosímetro con el cuidado de no 'orzarlo. % Se ba(ó la cabeza del viscosímetro girando el tornillo en el lado posterior izquierdo sumergiendo el husillo hasta la se5al en el e(e lo índico. % *na vez introducidos los parámetros 6tipo de husillo, velocidad inicial> pulsamos @" y el viscosímetro comenzará a 'uncionar. % 4l viscosímetro proporciona sucesivos valores de la viscosidad del sistema y (unto a -l indicará el porcenta(e del 'ondo de escala % Con el viscosímetro en marcha incrementamos la velocidad desde 19 hasta 1?? rpm. % /ara cambiar el husillo pulsamos la tecla A*I+ y subimos la cabeza del viscosímetro con el tornillo del lado posterior izquierdo. % Cuando se midieron las < velocidades distintas para el primer sistema, se detuvo la rotación del viscosímetro pulsando la tecla A*I+. % Se subió la cabeza del viscosímetro y se desenrosco el husillo con cuidado de no 'orzar el e(e. Sácalo completamente del líquido y colócalo en un lugar que no manchara.
$. #ATOS TOMA#OS &atos del análisis de los husillos del viscosímetro rotacionalB
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L1 RP M
% viscosid veracida ad d 12 73 14,6 20 62,5 20,8 30 59,7 29,9 50 60,5 50,5 60 60,6 60,6 100 no marcación
L2 RP M
% viscosid veracida ad d 12 24,4 1 20 34,2 2,3 30 47,7 4,8 50 51 9 60 57,1 11,4 100 63,1 21
L3 RP M
% viscosid veracida ad d 12 0 0 20 0 0 30 14,7 0,4 50 122,1 5,1 60 102,2 5,1 100 69,1 5,8 L4 RP M
% viscosid veracida ad d
12 0 20 0 30 0 50 255,12 60 410,2 100 104,2
0 0 0 2,1 4,1 1,7
%. ANALISIS 4l viscosímetro rotacional $4 proporciona sucesivos valores de la viscosidad del sistema e indica el porcenta(e de 'ondo de escala. 4ste porcenta(e indica que debe estar entre el 1;D y 8?D, por lo que no es recomendable traba(ar con valores de viscosidad in'eriores al 1;D del 'ondo de la escala seleccionada. 4ntre mayor sea el área transversal del husillo utilizado, mayor será la 'uerza que -ste aplica sobre el 'luido, por lo tanto, en 'luidos con altas viscosidades, es me(or utilizar husillos de poca área transversal, mientras que en 'luidos con ba(as viscosidades 6como la glicerina>, resulta más conveniente utilizar husillos con mayor área transversal y a ba(as velocidades. /odemos decir que la viscosidad de la glicerina es la resistencia que esta coloca al paso del husillo, la cual crece a medida que la rotación y el tama5o del husillo aumentan. SegEn los datos obtenidos podemos ver que el husillo que nos dio los datos más verídicos 'ue el husillo 1 es decir este husillo nos da valores reales y más con'iables que los otros husillos por tanto vemos que el área in'luye en los resultados, ya que a medida que reducimos el área disminuye la veracidad.
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Con los resultados obtenidos notamos que la viscosidad de la glicerina es ba(a con respecto a los demás valores por esta razón podemos decir que es un 'luido ne#toniano ya que una relación entre el es'uerzo cortante y el gradiente de velocidad de de'ormación es decir hay un comportamiento lineal.
). BIBLIO*RA+IA •
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&. CONCLUSIONES' OBSERVACIONES RECOMEN#ACIONES
(
vallone . 4ugene, aumeister +heodore, Ganual de Ingeniero Gecánico, novena edición012. &isponible en internet comoB HHhttpB))###.ual.es)m(ariza) pract<.pd'JJ082
