laboratorio 1 viscosidad newtonianos

Análisis Instrumental de Alimentos

Universidad Nacional de San AgustínFacultad de Procesos Ingeniería de Industrias Alimentarias

PRÁCTICA N°1

VISCOSIDAD DE FLUIDOS NEWTONIANOS

I. OBJETIVO

● Conocer el procedimiento de la determinación de la viscosidad en Fluidos Newtonianos.

● Manejar el viscosímetro de Brookfield.

II. FUNDAMENTO

La viscosidad de los fluidos newtonianos se basa en la Ley de Newton y matemáticamente relaciona el valor del esfuerzo de corte sobre la velocidad de corte.

V=ECV C

Los fluidos newtonianos se caracterizan porque la relación entre EC y V C es contante; este valor se mantiene constante cuando la

temperatura es constante.

Existen muchos instrumentos que miden los fluidos y uno de ellos es el viscosímetro de BROOKFIELD (el cual usaremos):

Donde t: SS: Shear stress (Esfuerzo de corte) s-1 g: SR: Shear rate (Velocidad de corte)

Definición de la viscosidad: La viscosidad es la resistencia que ejerce los fluidos o la acción de una esfuerza externa deformador, que le produce el movimiento.

La relación de EC y V C se representa mediante una línea recta.La grafica de la ley de Newton viene hacer una línea recta, la pendiente viene hacer la viscosidad y la línea recta parte del origen en un cuadrante.Graficando valores de EC y V C también se halla la viscosidad.

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Donde:V = ViscosidadEC= Esfuerzo de Corte

V C= Velocidad de Corte



III. MATERIALES Y MÉTODOS

MATERIALES:

● Muestras de soluciones azucaradas: concentración 10% y 15%● Muestras de soluciones salinas: concentración 5% y 10%● 20 gr de azúcar blanca refinada● 20 gr de sal● 4 Pipetas volumétricas de 10 ml● 4 Beacker de 100 ml● 4 Fiolas de 50 ml● Balanza analítica● Viscosímetro Brookfield● Agua destilada

MÉTODOS:

PROCEDIMIENTO 1: PREPARACIÓN DE SOLUCIÓN DE AZÚCAR AL 10% DE CONCENTRACIÓN

● PASO 1:

Pesar 10 gr de azúcar blanca y refinada y colocarlo dentro de la fiola de 100ml.

● PASO 2:

Llenar con agua destilada aproximadamente la mitad del volumen de la fiola, taparlo y agitar enérgicamente la solución, de tal manera que la azúcar se disuelva totalmente y los cristales desaparezcan.

● PASO 3:

Una vez que el soluto este disuelto, completar el volumen de la fiola con agua destilada hasta alcanzar el enrase (orientarse hacia el menisco inferior).

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PROCEDIMIENTO 2: PREPARACIÓN DE SOLUCIÓN DE AZÚCAR AL 15% DE CONCENTRACIÓN

● PASO 1:

Pesar 15 gr de azúcar blanca y refinada y colocarlo dentro de la fiola de 100ml.

● PASO 2:

Llenar con agua destilada aproximadamente la mitad del volumen de la fiola, taparlo y agitar enérgicamente la solución, de tal manera que la azúcar se disuelva totalmente y los cristales desaparezcan.

● PASO 3:


PROCEDIMIENTO 3: PREPARACIÓN DE SOLUCION DE SAL AL 5% DE CONCENTRACIÓN

● PASO 1:

Pesar 10 gr de sal y colocarlo dentro de la Fiola de 50ml.

● PASO 2:

Llenar con agua destilada aproximadamente la mitad del volumen de la fiola, taparlo y agitar enérgicamente la solución, de tal manera que la sal se disuelva totalmente y los cristales desaparezcan.

● PASO 3:


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PROCEDIMIENTO 4: PREPARACIÓN DE SOLUCION DE SAL AL 10% DE CONCENTRACIÓN

● PASO 1:

Pesar 5 gr de sal y colocarlo dentro de la Fiola de 50ml.

● PASO 2:

Llenar con agua destilada aproximadamente la mitad del volumen de la fiola, taparlo y agitar enérgicamente la solución, de tal manera que la sal se disuelva totalmente y los cristales desaparezcan.

● PASO 3:


IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

RESULTADOS:

Solución de Azúcar al 10%de concentración

VELOCIDAD CP SS SR T°C100 RPM 1.00 0.93 93.0 20.050RPM 1.00 0.47 46.5 20.0

Solución de Azúcar al 15% de concentración

VELOCIDAD CP SS SR T°C100 RPM 1.00 0.93 93.0 20.450RPM 1.00 0.47 46.5 20.4

Solución de Sal al 5% de concentración

VELOCIDAD CP SS SR T°C100 RPM 1.00 0.93 93.0 20.050 RPM 0 0 0 0

Solución de Sal al 10% de concentración

VELOCIDAD CP SS SR T°C

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100RPM 1.00 0.93 93.0 20.050 RPM 1.00 0.47 46.5 20.6

GRÁFICA 1:

46.5 930

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

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FLUIDOS NEUTONIANOS

FLUIDOS NEUTONIANOS

SS

SR

n=Y 2−Y 1X2−X1

n=0.47−46.50.93−93.0

n=46.0392.07

n=0.5cPn=0.005 P

Una grafica de fluidos newtonianos debe de aumentar la velocidad de deformación aumenta el esfuerzo de corte en forma proporcional. La viscosidad se mantiene constante, pero en este caso es normal.

V. CONCLUSIONES

● La viscosidad es una característica que tienen todos los fluidos y sabemos que es la resistencia al corte. La viscosidad de cada

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fluido varía de acuerdo a la temperatura entre mayor sea la temperatura menor será la viscosidad del fluido.

● En esta práctica desarrollada comprendimos que los newtonianos son fluidos que se comportan de manera lineal de acuerdo con el esfuerzo cortante o la deformación del mismo.

● La viscosidad de este fluido dio valores que no eran definidos ni constantes y lógicamente se pudo determinar que se trataba de un fluido no newtoniano debido al comportamiento observado.

● La realización de este tipo de prácticas son muy importantes para todo Ingeniero Alimentario que estudia los comportamientos de la materia y sus reacciones, ya que nos permitirá aplicar en un futuro en nuestro trabajo.

VI. BIBLIOGRAFIAS

● Pagina web: http://catedras.quimica.unlp.edu.ar/ftransporte/Laboratorio%201.pdf

VII. ANEXOS

Viscosimetro de Brookfield

Es un viscosimetro rotacional, provisto de dos tipos de rotores, cilíndricos y en forma de disco. El rotor que se sumerge en el fluido en estudio esta acoplado por medio de un resorte calibrado a un motor de velocidad variable. Cuando el rotor gira la deformación del resorte es proporcional al torque necesario para vencer la fuerza de resistencia viscosa, indicándose en un visor digital el valor de la deformación que es proporcional a la viscosidad del fluido. Cuando el rotor es cilíndrico es posible deducir que el esfuerzo de corte τ es proporcional al torque leído M por medio de la siguiente expresión:

Donde Rb y L dependen del rotor. Para los rotores en forma de disco la deducción no es sencilla pero es valido considerar que τ es proporcional a M y que la velocidad de deformación (-dνx/dy) es proporcional a la velocidad angular ω. Las medidas hechas con igual rotor a distintas velocidades permitirán obtener el comportamiento reologico del sistema.

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FOTOS TOMADAS EN LABORATORIO:

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