Viscosimetro Rotacional 32246l

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 en un líquido a una velocidad constante. La resistencia generada por la muestra sobre el husillo va ser directamente proporcional a la viscosidad. PALABRAS CLAVE: Viscosidad, Fluidos Newtonianos, Husillos. 1.OBJETIVO • Determinar la viscosidad de varios fluidos complejos a distintas velocidades de rotación y/o a diferentes temperaturas. • Utilizar equipos para determinar la viscosidad como los viscosímetros y reómetros. • Trabajar en un rango concreto de viscosidades.

externos. Por ejemplo, el agua adopta la forma interior de un vaso debido a la fuerza de la gravedad. No obstante, cuando se le aplica un esfuerzo a un fluido las fuerzas de interacción entre las moléculas hacen que aparezca cierta resistencia al movimiento o fricción interna que se denomina viscosidad. Visto desde el otro lado, se requerirá cierto esfuerzo mínimo para iniciar y mantener un fluido en movimiento. La reología es la ciencia que se encarga de estudiar las propiedades viscosas de los fluidos [1].

2.MARCO TEÓRICO Propiedades de los fluidos A diferencia de los sólidos, en los materiales líquidos y gaseosos las moléculas se desplazan unas respecto de otras, de modo que el fluido cambia fácilmente de forma cuando se ve sometido a esfuerzos

La reología clasifica los fluidos en Newtonianos y no-newtonianos. En los newtonianos hay una relación lineal entre la magnitud del esfuerzo cortante aplicado y la rapidez de deformación angular aplicada, siendo ésta constante. En los nonewtonianos la relación no es lineal.

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El agua y otros líquidos formados por moléculas pequeñas son fluidos Newtonianos a temperatura y presión atmosféricas. Los viscosímetros están equipados con diferentes tipos de husillos (R2, R3, R4, R5, R6 y R7) y un rango de velocidades (entre 10 y 100 rpm) que permiten un amplio rango de medidas de viscosidad. Como la viscosidad de un fluido, es la resistencia que opone el líquido al avance del movimiento del husillo, crece proporcionalmente a la velocidad de rotación del husillo y al tamaño del mismo. Por tanto, discos grandes a bajas velocidades van a ser apropiados para sistemas muy viscosos, y discos pequeños a velocidades altas se utilizan para medir las viscosidades más bajas. La sensibilidad del equipo depende del husillo que se utilice, variando entre 1 a 100 mPa-s. En la tabla de husillos se pueden ver los valores correspondientes a cada husillo. A partir de las medidas de fuerza de torsión, da la velocidad del eje y de sus características, el viscosímetro nos da una lectura directa de la viscosidad en centipoises (mPa.s) [2]. 3. PROCEDIMIENTO • Se encendió el viscosímetro pulsando el interruptor en la parte posterior de la cabeza. • Se colocó el vaso con el sistema homogeneizado debajo de la cabeza del viscosímetro. • Se introdujo el husillo en el líquido de modo que el disco entrara de

forma oblicua para evitar que atrapara burbujas de aire. Una vez mojado en el fluido, se enroscó en el eje del viscosímetro con el cuidado de no forzarlo. • Se bajó la cabeza del viscosímetro girando el tornillo en el lado posterior izquierdo sumergiendo el husillo hasta la señal en el eje lo índico. • Una vez introducidos los parámetros (tipo de husillo, velocidad inicial) pulsamos ON y el viscosímetro comenzará a funcionar. • El viscosímetro proporciona sucesivos valores de la viscosidad del sistema y junto a él indicará el porcentaje del fondo de escala • Con el viscosímetro en marcha incrementamos la velocidad desde 13 hasta 100 rpm. • Para cambiar el husillo pulsamos la tecla QUIT y subimos la cabeza del viscosímetro con el tornillo del lado posterior izquierdo. • Cuando se midieron las 6 velocidades distintas para el primer sistema, se detuvo la rotación del viscosímetro pulsando la tecla QUIT. • Se subió la cabeza del viscosímetro y se desenrosco el husillo con cuidado de no forzar el eje. Sácalo completamente del líquido y colócalo en un lugar que no manchara. 4. DATOS TOMADOS Datos del análisis de los husillos del viscosímetro rotacional:

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L1 RP % viscosid M 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 % viscosid M 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 % viscosid M 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 % viscosid M 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

5. ANALISIS El viscosímetro rotacional HAAKE proporciona sucesivos valores de la viscosidad del sistema e indica el porcentaje de fondo de escala. Este porcentaje indica que debe estar entre el 15% y 20%, por lo que no es recomendable trabajar con valores de viscosidad inferiores al 15% del fondo de la escala seleccionada. Entre mayor sea el área transversal del husillo utilizado, mayor será la fuerza que éste aplica sobre el fluido, por lo tanto, en fluidos con altas viscosidades, es mejor utilizar husillos de poca área transversal, mientras que en fluidos con bajas viscosidades (como la glicerina), resulta más conveniente utilizar husillos con mayor área transversal y a bajas velocidades. Podemos 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 tamaño del husillo aumentan. Según los datos obtenidos podemos ver que el husillo que nos dio los datos más verídicos fue el husillo L1 es decir este husillo nos da valores reales y más confiables que los otros husillos por tanto vemos que el área influye 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 baja con respecto a los demás valores por esta razón podemos decir que es un fluido newtoniano ya que una relación entre el esfuerzo cortante y el gradiente de velocidad de deformación es decir hay un comportamiento lineal.

6. CONCLUSIONES, OBSERVACIONES RECOMENDACIONES

Y

7. BIBLIOGRAFIA 

Avallone A. Eugene, Baumeister Theodore, Manual de Ingeniero Mecánico, novena edición[1].

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Disponible en internet como: < >[2]