Ensayo de Determinacion de La Viscosidad

Universidad Peruana Los Andes

Faculta de Ingeniería

“ A Ñ O D E L C E N T E N A R I O D E M A C C H U - P I C C H U P A R A E L M U N D O ”

INFORME TECNICO N°001-2011-UPLA

A :

DE :

ASUNTO : PRACTICA DE LABORATORIO N01: DETERMINACIÓN DE LA VISCOSIDAD.

FECHA : Huancayo 3 de Mayo del 2010.

Es grato dirigirnos a Usted con el objetivo de informar,

respecto al desarrollo de la práctica del Laboratorio de Mecánica de

Fluidos, realizada el día 26 de Abril del presente año, tratando el tema de:

“MEDIDA DE LA VISCOSIDAD DE UN FLUIDO DADO”, que contiene:

1.INTRODUCCION: 22.OBJETIVOS 23.MARCO TEORICO: 34.EXPERIENCIAS DEL LABORATORIO. 4

A MATERIALES 4B. PROCEDIMIENTO. 4C RECOLECCIÓN DE DATOS. 4D PROCESAMIENTO 5E.RESULTADOS Y GRÁFICA. 6

5.CONCLUSIONES: 86.RECOMENDACIONES: 87.BIBLIOGRAFIA 88.ANEXOS 9

Paso a describir lo siguiente:

1.INTRODUCCION:

Laboratorio de Mecánica de Fluidos e Hidráulica.



2.OBJETIVOS

A. OBJETIVOS GENERALES

Determinar la viscosidad de un fluido en función a la

temperatura.

B. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Utilizar el viscosímetro de Ostwald para determinar la viscosidad

del ron de quemar

Diferenciar la viscosidad del ron de quemar en diferentes

temperaturas

Determinar la densidad del ron de quemar




3.MARCO TEORICO:

Para el desarrollo de la grafica consideraremos: que la viscosidad que es una medida de la fricción interna del fluido, es decir su resistencia a la deformación. La viscosidad de un fluido newtoniano esta determinado por el estado del material de modo que:

Donde la temperatura es la variable más importante, a la cual le aplicaremos ecuaciones empíricas. Para el ensayo realizado con un fluido líquido lamentablemente no es posible estimar teóricamente su viscosidad con exactitud. Dado que el fenómeno de la viscosidad es afectado drásticamente por la temperatura y otras variables. Pero podemos aplicar

ecuación empírica: que puede ser graficado aplicando la función:




4.EXPERIENCIAS DEL LABORATORIO.

A. MATERIALES

B. PROCEDIMIENTO.

C. RECOLECCIÓN DE DATOS.

a. Ensayo para el cálculo de la constante K: del viscosímetro.

TABLA Nº 01: ENSAYOS CON EL AGUA.

Fuente: Elaboración propia.

b. Ensayos para el cálculo de la Viscosidad con el viscosímetro ostwald

con el Ron de quemar.


Nº ENSAYO

TEMPERATURA

TIEMPO

Grados Centígrados

Segundos

Promedio

( )

01 17 HC

31

3232

32



TABLA Nº02: ENSAYOS CON EL RON DE QUEMAR.

Nº ENSAYOS

TEMPERATURA TIEMPO

Grados Centígrados (ºC)

Segundos Promedio del Tiempo ( )

01 1892

939493

02 2386

858486

03 2880

818182

04 3375

747473

05 3867

676767

06 4360

606060

07 4856

565756

08 5351

515150

09 5842

424142

10 6338

373637


D. PROCESAMIENTO

a. Cálculo de la constante K: del viscosímetro, de la viscosidad

conocida a una determinada temperatura.




E. RESULTADOS Y GRÁFICA.

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

0.00E+00

1.00E-04

2.00E-04

3.00E-04

4.00E-04

5.00E-04

6.00E-04

7.00E-04

8.00E-04

GRAFICA Nº01: "VISCOSIDAD DEL RON EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA."

TEMPERATURA ( ;C)

VIS

CO

SID

AD

DIN

AM

ICA

"η

" (

cp)





Luego determinaremos la curva que mejor se ajusta a estos datos por el metodo de minimos cuadrados,

tendremos la grafica de la funcion (Linea de color rosado.)

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

0.00E+00

1.00E-04

2.00E-04

3.00E-04

4.00E-04

5.00E-04

6.00E-04

7.00E-04

8.00E-04

GRAFICA Nº01: "VISCOSIDAD DEL RON EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA."

TEMPERATURA ( ;C)

VIS

CO

SID

AD

DIN

AM

ICA

"η

" (

cp)




Como la curva que

5.CONCLUSIONES:

6.RECOMENDACIONES:

7.BIBLIOGRAFIA




8.ANEXOS

A. CALCULO DE ERRORES

Ninguna medida, suele ser exacta, dado que toda magnitud observada o medida contiene

errores, por ello radica la importancia de tener ciertos límites de precisión, impuestos por

la clase de estudio.

Las causas de errores, pueden ser debido a: los instrumentos, al personal y a la

naturaleza de evento a ser medido.

Los tipos de errores que se presentan en la medida de una magnitud esta sujeto a:

1. Errores Materiales o Equivocaciones.- Generadas por parte del observador, debido

a una falta de atención por parte de este.

2. Errores constantes o Sistemáticos.- Estos modifican el resultado de la medición,

casi siempre en el mismo sentido, es decir suelen ser acumulativos.

3. Errores fortuitos o accidentales.- Son los que se presentan al eliminar los errores

antes mencionados, y suelen ser compensables, por que tienden a anularse

parcialmente entre si en una serie de medidas.

Es por ello que el valor verdadero, no podrá conocerse nunca, por estar sujeto a

un sin numero de errores. Pudiéndose calcular el valor más probable; obtenido a través

del cálculo de la media aritmética pesada (mp), debido a que los valores serán usados

para el calculo de la viscosidad por lo cual deberán estar libres de errores.

Para nuestros experimentos: consideraremos el cálculo del valor más probable en

base al cálculo de la media aritmética pesada; asignando a cada lectura el peso de 1 y

aplicando las formulas:

Donde consideraremos que:

Mph = Es media aritmética pesada; la cual consideraremos como el valor mas probable.

p = El peso de cada medición, el cual asumiremos como 1 para cada lectura del tiempo

realizada.

Mo=Error medio cuadrático.

Para nuestro, ensayo tendremos:

Fluido: Ron de quemar.

Equipos:

* Viscosímetro de Oswaltd.




* Cronometro.

Tabla Nº 03: RESUMEN DE CÁLCULOS:

Nº

ENSAYO

Temperatura

Grados

Centígrados

Tiempo

en

Segundo

s

(t)

SegundosPeso

Producto

(t*p)

VALOR

MAS

PROBABLE

1 18 ºC

92

93

1 92,0 1,0 1,0 1,0

1,0 1,2 93,094 1 94,0 -1,0 1,0 1,0

93 1 93,0 0,0 0,0 0,0

Suma Total 3 279,0 0,0 2,0 2,0

2 23 ºC

86

85,33

1 86,0 -0,7 0,4 0,4

1,2 1,3 85,084 1 84,0 1,3 1,8 1,8

86 1 86,0 -0,7 0,4 0,4

Suma Total 3 256,0 0,0 2,7 2,7

3 28 ºC

80

81

1 80,0 1,0 1,0 1,0

1,0 1,2 81,081 1 81,0 0,0 0,0 0,0

82 1 82,0 -1,0 1,0 1,0

Suma Total 3 243,0 0,0 2,0 2,0

4 33 ºC

75

74

1 75,0 -1,0 1,0 1,0

1,0 1,2 74,074 1 74,0 0,0 0,0 0,0

73 1 73,0 1,0 1,0 1,0

Suma Total 3 222,0 0,0 2,0 2,0

5 38 ºC

67

67

1 67,0 0,0 0,0 0,0

0,0 0,0 67,067 1 67,0 0,0 0,0 0,0

67 1 67,0 0,0 0,0 0,0

Suma Total 3 201,0 0,0 0,0 0,0

6 43 ºC

60

60

1 60,0 0,0 0,0 0,0

0,0 0,0 60,060 1 60,0 0,0 0,0 0,0

60 1 60,0 0,0 0,0 0,0

Suma Total 3 180,0 0,0 0,0 0,0

7 48 ºC

56

56,33

1 56,0 0,3 0,1 0,1

0,6 0,7 56,057 1 57,0 -0,7 0,4 0,4

56 1 56,0 0,3 0,1 0,1

Suma Total 3 169,0 0,0 0,7 0,7

8 53 ºC

51

50,67

1 51,0 -0,3 0,1 0,1

0,6 0,7 51,051 1 51,0 -0,3 0,1 0,1

50 1 50,0 0,7 0,4 0,4

Suma Total 3 152,0 0,0 0,7 0,7

9 58 ºC

42

41,67

1 42,0 -0,3 0,1 0,1

0,6 0,7 42,041 1 41,0 0,7 0,4 0,4

42 1 42,0 -0,3 0,1 0,1

Suma Total 3 125,0 0,0 0,7 0,7

10 63 ºC 38 37 1 38,0 -1,0 1,0 1,0 1,0 1,2 37,0

36 1 36,0 1,0 1,0 1,0

37 1 37,0 0,0 0,0 0,0




Suma Total 3 111,0 0,0 2,0 2,0 Fuente: Elaboración propia.

Luego con estos datos, ya procesados, para el cálculo de la viscosidad, calculamos la ecuación de la curva que mejor se ajusta a los valores obtenidos, para ello presentamos la siguiente tabla de resumen de valores, para la obtención de la ecuación que mejor se adopta a los datos, por el método de mínimos cuadrados:

VALORES INICIALES VALORES DE LA MATRIZ

Δ Temperatura

X

ViscosidadY X4 X3 X2 X YXX XY Y

18 2,89 104976,00 5832,00 324,00 18 935,712 51,984 2,89

23 3,15 279841,00 12167,00 529,00 23 1665,292 72,404 3,15

28 3,32 614656,00 21952,00 784,00 28 2599,744 92,848 3,32

33 3,63 1185921,00 35937,00 1089,00 33 3953,07 119,79 3,63

38 4,01 2085136,00 54872,00 1444,00 38 5788,996 152,342 4,01

43 4,48 3418801,00 79507,00 1849,00 43 8277,973 192,511 4,48

48 4,77 5308416,00 110592,00 2304,00 48 10985,472 228,864 4,77

53 5,30 7890481,00 148877,00 2809,00 53 14890,509 280,953 5,30

58 6,45 11316496,00 195112,00 3364,00 58 21684,344 373,868 6,45

63 7,26 15752961,00 250047,00 3969,00 63 28810,971 457,317 7,26

SUMA 47957685,00 914895,00 18465,00 405,00 99592,08 2022,88 45,24

Asumiendo que estos datos se ajuntan mejor a la función: , calcularemos los valores reemplazándolos en la matriz:

Al resolver esta matriz: tendremos los valores de a, b y c. Los cuales son:




, que reemplazando nos da la ecuación de la

curva


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