Practica:Viscosidad de Fluidos No Newtonianos

Ventura Alfaro Atzhiri Salvador

Laboratorio de Ingeniera Qumica I

Grupo 10 Viernes 11:00 14:00

13/03/2015

Viscosidad de Fluidos No NewtonianosPROBLEMA.-Para cada uno de los lquidos suministrados, describa el comportamiento de la viscosidad en un reograma e indique de qu tipo se trata y cual lquido elegira en el caso de querer ahorrar energa para moverlo Diagrama.-

INTRODUCCIN.-El viscosmetro rotacional es un equipo para la determinacin de la viscosidad por el principio rotacional; consiste en la rotacin de un husillo sumergido en la muestra y una velocidad constante. La resistencia generada por el producto sobre el husillo es directamente proporcional a la viscosidad. Se trata de un equipo muy verstil utilizado en laboratorio de control de calidad y lneas de produccin industriales.El viscosmetro rotacional funciona por el pio de rotacin de un cilindro o bien un disco sumergido en el material que se debe probar, midiendo la fuerza de torsin necesaria para superar la resistencia viscosa de la rotacin. El cilindro o disco (husillo) esta acoplado con un muelle a un motor que gira a una velocidad determinada. El ngulo de desviacin del eje se mide electrnicamente dando a la medida de fuerza de torsin.A partir de las medidas de fuerza de torsin, da la velocidad del eje y de sus caractersticas, el viscosmetro nos da una lectura directa de la viscosidad en centipoises (mPa.s). El equipo dispone de varios husillos y de una gama amplia de velocidades, que permite medir viscosidades dentro de un intervalo grande. Para cualquier lquido de viscosidad determinada, la resistencia al avance crece proporcionalmente a la velocidad de rotacin de un husillo o del tamao del mismo. El viscosmetro est construido para tener en cuenta la velocidad seleccionada y el tipo de husillo seleccionado para dar los resultados en cP. Las combinacin de velocidades y husillo, permiten elegir una escala ptima para cualquier medicin, dentro de la gama del aparato.DATOS EXPERIMENTALES.-Tablas. Datos ExperimentalesLquido 1:Olote de mazRadio del husillo:1.1cm

No. De husillo:4Espesor del husillo:0.2cm

T (C) (RPM) (rad/s)Torque (%)Viscosidad (cP)

Corrida 1Corrida 2PromedioCorrida 1Corrida 2Promedio

20.510.104722.10.61.35130013001300

20.520.209441.850.81.32520008001400

2140.4188791.7511.375800500650

2150.5235991.61.21.4640520580

21101.0471981.92.42.15470450460

21202.0943956.153.24.675500350425

21505.2359886.55.56235200217.5

2110010.471987.87.47.6156151153.5

Torque (dinas/cm) (dyn/cm2) (1/s)/%T/

97.0211.60170.0089130012.89155

95.2311.38690.008114006.326409

98.8211.81660.01816503.282571

100.6212.03140.02075802.673803

154.5218.47690.04014602.053099

335.9940.17640.09454252.232148

431.2251.56330.2370217.51.145916

546.2165.31360.4254153.50.725747

Lquido 2:AceiteRadio del husillo:1.05cm

No. De husillo5Espesor del husillo:0.3cm

T (C) (RPM) (rad/s)Torque (%)Viscosidad (cP)

Corrida 1Corrida 2PromedioCorrida 1Corrida 2Promedio

20.510.10471980.20.20.2300400350

20.520.20943950.250.20.225200200200

2140.4188790.30.20.25125100112.5

2150.52359880.30.20.25100100100

21101.04719760.30.250.275506055

21202.09439510.30.30.3303030

21505.23598780.40.40.4201919.5

2110010.4719760.80.80.8171717

%T/ (dyn/cm2) (1/s)/Torque (dinas/cm)

1.909861.97619540.005635014.37

1.07432.22321980.011120016.17

0.596832.47024420.0219112.517.97

0.477462.47024420.024710017.97

0.262612.71726860.04945519.76

0.143242.96429300.09883021.56

0.076393.95239070.202619.528.75

0.076397.90478140.46491757.50

Graficas 1. Olote de maz:

Graficas 2. Aceite:

EJEMPLO DE CLCULO.-Clculo del Torque:

Clculo del esfuerzo cortante:

Clculo de la velocidad de corte:

Clculo de la razn de cambio del esfuerzo cortante a la velocidad de corte:

ANLISIS DE RESULTADOS.-Reograma

Para el aceite se puede observar de su primera grafica que se presenta un comportamiento de tipo casi lineal entre en torque y la velocidad angular con un cierto valor de ordenada al origen. De la grfica de %T/ vs se observa que la tendencia de esta razn de cambio no es lineal, sino que a valores bajos de velocidad angular esta razn de cambio decrece de manera abrupta y conforme se aumenta la velocidad angular es valor disminuye muy lentamente e incluso pareciera ser constante.En el reograma del aceite se ve una tendencia lineal con un valor de ordenada al origen, esto se debe a que al aplicarle un esfuerzo cortante al aceite casi inmediatamente este comenzara a fluir y as aumentara de forma lineal, con lo cual podramos identificar al aceite como un fluido de bingham o incluso como un fluido newtoniano ya que el valor de la ordenada al origen es relativamente bajo y se puede aproximar a cero.En el caso del olote de maz en su primera grfica se observa un comportamiento curvo cncavo con una ordenada al origen diferente de cero. En la grfica de %T/ vs se observa un comportamiento muy similar al del aceite.En el reograma del olote de maz podemos observar una tendencia ligeramente curva cncava y con un valor de ordenada al origen mayor a cero, esto se debe a que este fluido es una suspensin y se requiere de un cierto valor de esfuerzo cortante para que el lquido comience a desplazarse y una vez que lo hace su viscosidad va disminuyendo conforme aumenta la velocidad de corte. Por lo que lo podramos caracterizar como un fluido pseudoplastico de bingham.Aplicacin.-Los fluidos no newtonianos tienen un gran campo de aplicacin, por ejemplo se investiga la forma en que puedan utilizarse para fabricar chalecos antibalas, ya que poseen incluso la capacidad de absorber la energa del impacto de un proyectil a alta velocidad, mientras que son perfectamente flexibles y cmodos de usar el resto del tiempoCONCLUSION.-La determinacin de viscosidades es una manera en la cual podemos caracterizar a un fluido, lo cual es de gran utilidad para la industria ya que sabiendo que tipo de fluido es el que se tiene se pueden disear los equipos en los cuales intervendr dicho fluido o para hacer optimizaciones y ajustes al proceso en el que se utilice dicho fluido.

BIBLIOGRAFIA.-Perry, Manual del Ingeniero Qumico, 7ma. ed., McGraw-Hill Book Company, lnc., New Yorkhttp://www.brookfieldengineering.com/education/what-is-viscosity.asp#nonnewtonianhttp://itzamna.bnct.ipn.mx/dspace/bitstream/123456789/2044/1/ViscosimetroBola.pdf