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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERUFACULTAD DE INGENIERIA QUMICA
CARACTERIZACION DE FLUIDOS ATRAVEZ DEL VISCOSIMETROROTACIONAL BROOKFIELD
INTEGRANTES:ALVAREZ GODINO, GiovanaBALDEN MAURICIO, Sonia
MONDARGO CRISTOBAL, BenjamnOCHOA BRUNO, LincolROJAS CASTILLO, Ana
ROJAS FLORES, Ketty SoraidaSALCEDO PORRAS, Isabel
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INTRODUCCIN
Hemos definido un fluido como una sustancia quese deforma continuamente bajo la accin de un
esfuerzo cortante.
Calcular la viscosidad de un lquido en la actualidadse ha hecho mas sencillo ya que existen muchos
viscosmetros tal es el caso del viscosmetro de
Ostwald (que fue visto en el anterior experimento) y
como es el caso del viscosmetro rotacional de
Brookfield que mide el torque necesario para
compensar la resistencia al movimiento.
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II. OBJETIVO
II.1. OBJETIVOS GENERAL:
Caracterizar fluidos newtonianos y no newtonianos.
II.2. OBJETIVO ESPECFICO:
Determinar la viscosidad de fluidos newtonianos y no
newtonianos.Caracterizar un fluido a travs del grfico.
Determinar k (ndice de consistencia del fluido) y n(ndice de comportamiento del fluido).
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VISCOSIDAD
Es una medida de la resistencia del fluido aderramarse o fluir por el interior de un
conducto. La viscosidad del medio se define
como la relacin del esfuerzo cortante por
unidad de rea en un punto, al gradiente de
velocidad, la viscosidad es una medida de la
friccin interna del fluido, que tiende a
oponerse a cualquier cambio dinmico delmovimiento del fluido
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A.- Fluido newtoniano
Es un fluido cuya viscosidad puede considerarse
constante en el tiempo. La curva que muestra la
relacin entre el esfuerzo contra su tasa de
deformacin es lineal y pasa por el origen, esdecir, el punto [0,0]. El mejor ejemplo de este
tipo de fluidos es el agua en contraposicin al
pegamento
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B.-Fluidos no newtonianos
Un fluido no newtoniano es aqul cuya
viscosidad (resistencia a fluir) vara con el
gradiente de tensin que se le aplica, es decir,se deforma en la direccin de la fuerza aplicada.
Como resultado, un fluido no newtoniano no
tiene un valor de viscosidad definido y
constante, a diferencia de un fluido
newtoniano.
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UNIDADES DE LA VISCOSIDAD
La unidad de medicin de la viscosidad es:
En el sistema internacional (SI) mPa
En el sistema CGS: Cp (centipoises)
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VISCOSMETRO ROTACIONAL BROOKFIELD
Consiste en la medicin del torque necesario paracompensar la resistencia al movimiento inducido enun rotor sumergido en el fluido cuya viscosidad sequiere determinar.
El viscosmetro Brookfield fue diseado como uninstrumento econmico para uso fcil y deestimaciones reproducibles de viscosidad bajo ciertas
condiciones de operacin. Como muchos otros queusan instrumentos reolgicos los cuales empleanvisco simetra rotacional, el viscosmetro Brookfieldimpone una deformacin resultante.
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AUTO RANGE
Presenta la viscosidad mxima (torque al 100%)
alcanzable, usando el eje seleccionado a una
velocidad seleccionado a una velocidadseleccionada. Este valor es referido al rango de
escala completo. El error admisible para la
medicin de viscosidad de 1% del rango de
escala completo.
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ARRANQUE DEL EQUIPO
ENCENDIDO
Poner el interruptor de energa (localizado detrs delpanel en la posicin ON.
FUERA DE RANGO
El DV-E da indicaciones de especificaciones fuera derango u operacin fuera de rango. Cuando la lecturade % (torque) excede el 100.0% (fuera de rango), lapantalla cambiara y presenta la siguiente:
CP EEEE
10RPM%EEEE S01
Se deber cambiar el rotor y velocidad para corregir
esta condicin.
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METODOLOGA Y PROCEDIMIENTOS
IV.1.-MATERIALES:
Viscosmetro de Brookfield.
Vaso de precipitacin de 1000ml.
Termmetro
Estabilizador
Varilla
Probeta de 500ml.
Muestra a trabajar (leche. Glicerina)
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RESULTADOS Y CALCULOS
Leche (rotor N3)RPM VISCOSIDAD (cP) % (lectura del equipo) (dinas-cm)
DATOS PROMEDIO DATOS PROMEDIO
0 0 0 0 0
10 0 0 0.0 0.0
20 30, 36 33 0.5,0.6 0.55
30 72 ,68 70 1.8, 1.7 1.75
50 67,74 70.5 2.8,3.1 2.95
60 90, 84 87 4.5, 4.2 4.35
100 116, 115 115.5 9.7, 9.6 9.64
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Glicerina (rotor N1)RPM VISCOSIDAD(cP) % (lectura del equipo) (dinas-cm)
DATOS PROMEDIO DATOS PROMEDIO
0 0 0 0 0
10 160 160 1.3 1.3
20 228 228 3.8 3.8
30 236, 232 234 5.9, 5.8 5.85
50 245, 247 246 10.2, 10.3 10.25
60 244, 246 245 12.2, 12.3 12.25
100 240, 244, 242 242 20, 20.3, 20.2 20.167
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DATOS PARA DETERMINAR EL GRADIENTE DE VELOCIDAD
Temperatura: 17C
Por dato factor para el eje s(61)=0.22
Por dato factor para el eje s(62)=0.212Por dato factor para el eje s(63)=0.210
cP*0.01= dinas.cm-2
RPMfactordy
dVxv!
!
dydVxQX
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HALLANDO EL GRADIENTE DE VELOCIDAD
En la leche de vaca En la glicerina
Para el eje (S63): Para el eje (S61):
Para 10 RPM: Para 10 RPM:
1.2
)10(210.0
!
!
dy
dVx
dy
dVx
2.2
)10(220.0
!
!
dy
dVx
dy
dVx
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RESULTADOS
EJE RPM % (dinas-cm)
viscosidad
(cP) (dinas.,cm-2 )
S63
(leche)
20 0.55 33 4.2 1.386
30 1.75 70 6.3 4.41
50 2.95 70.5 10.5 7.4025
60 4.35 87 12.6 10.962
100 9.64 115.5 21 24.255
S61
(glicerina)
10 1.3 160 2.2 3.52
20 3.8 228 4.4 10.032
30 5.85 234 6.6 15.444
50 10.25 246 11 27.06
60 12.25 245 13.2 32.34
100 20.167 242 22 53.24
dy
dVx
X
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k y n son parmetros del modelo de flujo. k se denominandice de consistencia mientras que n es el ndice de flujo.Para los fluidos pseudoplsticos se cumple que n1 ocurre para los dilatantes.
Esta ecuacin se reduce a la ley de viscosidad de newton paran = 1 y k = Q , para un fluido newtoniano.
Para la leche usando el eje S (63):
n=1.03125
k=115.5
Para la glicerina usando el eje S (61):
n=0.911
k=242
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VII. DISCUSIN DE RESULTADOS
Para el experimento de la leche se tomaron seis datos adiferente RPM, donde se obtuvieron viscosidades distintas enforma ascendente, datos que nos sirvieron para determinar losesfuerzos cortantes y las gradientes de velocidades; del mismomodo se obtuvieron datos para la glicerina.
Usando el viscosmetro de Brookfield con eje S63 la viscosidadde la leche de vaca en el rango de 100 RPM fue de 115 (cP).
De igual manera, usando el viscosmetro de Brookfield con ejeS61 la viscosidad de la glicerina en el rango de 100 RPM fue de242 (cP).
En la grfica realizada para la leche de vaca se observ la curvaque normalmente los puntos se alejan de la recta, eso nos haceentender que trata de un fluido no newtoniano, en cambio enel caso de la glicerina los puntos se aproximan a una rectaperfecta.
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VIII. CONCLUSIONES
Se determin que la leche es un fluido nonewtoniano y la glicerina un fluido newtoniano.
El esfuerzo cortante calculado en la leche de vaca a100 RPM fue de 24.255 dinas.cm-2 y en la glicerina a100 RPM fue de 53.24 dinas.cm-2.
Se determin para la leche n dando un valor de1.03125
Se determin para la glicerina n dando un valor de0.911
Se determin para la leche k dando un valorde.115.5
Se determin para la glicerina k dando un valor de.242