VISCOSIMETROS Fredy Yomaira Deysi

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VISCOSIMETROS ITEGRANTES: ESTUPIÑAN VIRU, Yomaira Y. HUERTA JARA, Fredy E. OCAÑA MERINO, Deysi C.

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viscosimetros

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VISCOSIMETROSITEGRANTES:

ESTUPIÑAN VIRU, Yomaira Y.

HUERTA JARA, Fredy E.OCAÑA MERINO, Deysi C.

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RESUMEN:

Este trabajo consiste en informar a todos nuestros compañeros del tercer ciclo de ing. Química acerca de los diferentes instrumentos de medida que existen para determinar la viscosidad y también darles una pequeña introducción acerca de la viscosidad de un fluido.

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La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal. En realidad todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula una aproximación bastante buena para ciertas aplicaciones. La viscosidad sólo se manifiesta en líquidos en movimiento.

¿Qué es viscosidad?

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PRINCIPIO DE LOS VISCOSÍMETROS Estos instrumentos operan por medio de la rotación de un

cilindro o disco (husillo) el cual se sumerge en el material a analizar midiendo la resistencia de esta substancia a una velocidad seleccionada. La resistencia resultante o par es la medida del flujo de viscosidad, dependiendo de la velocidad y de las características del husillo; el instrumento calcula el par y la lectura directa de la viscosidad queda reflejada en cP (CGS) o mPa-s (SI).

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HISTORIA DE LOS VISCOSÍMETROS Todo comenzó cuando Isaac Newton creo el concepto fluido ideal con la

cual ideo una forma de clasificar los fluidos ideales y los que no son ideales, para poder hacer esa división creo la ley de viscosidad de newton. Afirma que dada una rapidez de deformación en el fluido, el esfuerzo cortante es directamente proporcional a la viscosidad. En ella incluyó diferentes cualidades que debe tener un fluido ideal (fluido newtoniano) y las que debe tener un fluido no ideal (fluidos no newtoniano).

Como bien ningún fluido es ideal sin embargo a los fluidos que tienen baja viscosidad se les puede llegar a considerar como fluidos newtonianos. Es aquí en donde entra el papel de los viscosímetros, que son instrumentos que se utilizan para conocer la viscosidad dinámica o cinemática de cualquier fluido real utilizando diferentes métodos de trabajo cada uno de ellos, además, de utilizar diferentes unidades de mediciones como el poise3, el stoke4, Pa(s) y el grado SAE5.

La ATSM Internacional produce estándares para medir y reportar mediciones de viscosidad. También a los viscosímetros se les conoce como reómetros. Fluido Ideal.- es aquel en el cual no existe fricción entre sus partículas, osea que la viscosidad ( =0).

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VISCOSÍMETROS

Un viscósimetro es un instrumento empleado para medir la viscosidad y algunos otros parámetros de flujo de un fluido. FueIsaac Newton el primero en sugerir una fórmula para medir la viscosidad de los fluidos, postuló que dicha fuerza correspondía al producto del área superficial del líquido por el gradiente de velocidad, además de producto de una coeficiente de viscosidad.

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¿CÓMO ES EL FUNCIONAMIENTO DE UN VISCOSÍMETRO?

¿Los viscosímetros operan por medio de la rotación de un cilindro, el cual se sumerge en el material a analizar midiendo la resistencia de esta substancia a una velocidad seleccionada. La resistencia resultante es la medida del flujo de viscosidad, dependiendo de la velocidad y de las características del disco.

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Viscosímetro de tubo capilar

Viscosímetros rotacionales

Viscosímetros empíricos

Viscosímetro de Hoppler

VISCOSÍMETROS MAS CONOCIDOS

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VISCOSÍMETRO DE TUBO CAPILAR Viscosímetro de Ostwald:

Viscosímetro Ubbelohde:

Se basa en la ley de Poisseuille que permite conocer la velocidad de flujo de un líquido a través de un tubo, en función de la diferencia de presiones bajo las que se establece el desplazamiento. La simplificación del tratamiento numérico facilita la expresión que se aplica en la medida experimental y es el mas usado en las medidas de viscosidades absolutas y relativas especialmente en fluidos newtonianos

Llamado también el viscosímetro de nivel suspendido, el cual elimina el efecto de tensión superficial a la salida del tubo capilar.

Además, este instrumento, con previa calibración puede utilizarse para medir en forma directa y precisa la viscosidad de líquidos mediante la medición del tiempo de emanación del líquido en el viscosímetro, es decir, el tiempo en que un volumen dado del líquido fluye a través del capilar.

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VISCOSÍMETROS ROTACIONALES Viscosímetro de Stormer:

Viscosímetro de Cono-Placa:

Es un dispositivo rotatorio empleado para determinar la viscosidad de las pinturas, es muy usado en las industrias de elaboración de pintura. Consiste en una especie de rotor con paletas tipo paddle que se sumerge en un líquido y se pone a girar a 200 revoluciones por minuto

El viscosímetro de cono y placa consiste en una delgada placa, que está ubicada en el fondo donde se encuentra el fluido cuya viscosidad será medida dentro de un cono invertido que se encuentra sobre el fluido hasta que el vértice toca la placa. El cono rota con alguna velocidad angular Ω, y el torque (torsión) Ϯ requiere que el cono gire o para mantener la placa fija cuando se mide la viscosidad para fluidos newtonianos y algunos no newtonianos.

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VISCOSÍMETROS ROTACIONALES Viscosímetro de Cilindro Concéntrico:

Viscosímetro de Brookfield:

Consisten esencialmente en dos cilindros concéntricos separados por una capa fina anular del líquido de ensayo. Uno de los cilindros gira mientras el otro queda estacionario, con producción acción de corte en el líquido.

El funcionamiento del viscosímetro Brookfield se basa en el principio de la viscosimetria rotacional; mide la viscosidad captando el par de torsión necesario para hacer girar a velocidad constante un husillo inmerso en la muestra de fluido a estudiar.El par de torsión es proporcional a la resistencia viscosa sobre el eje sumergido, y en consecuencia, a la viscosidad del fluido.Los viscosímetros Brookfield son de fácil instalación y gran versatilidad y para su manejo no se necesitan grandes conocimientos operativos.

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VISCOSÍMETROS EMPÍRICOS Viscosímetro de Saybolt

Universal:

Furol :

El viscosímetro Saybolt univrsal consiste esencialmente de un tubo cilíndrico de bronce en cuyo fondo esta un orificio de dimensiones especificas. El tubo de bronce es rodeado por un baño a temperatura constante. Cuando la muestra en el tubo alcanza la temperatura de la prueba, se mide el tiempo requerido para que el líquido pase a través del orificio.

Utiliza el mismo principio que el universal, excepto que es diseñado con un orificio más grande para adaptarse a fluidos más viscosos.

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VISCOSÍMETROS EMPÍRICOS Viscosímetro Engler:

Viscosímetro Redwood:

Posee una tapadera con dos orificios, uno lateral por donde penetra un termómetro, y otro central, por el que pasa un vástago terminado en punta de madera que tapa el orificio interior de desagüe.Siendo las tensiones proporcionales, en forma aproximada, a las velocidades de las deformaciones; esta ley fue formulada por Newton, que decía que, cuando las capas de un líquido se deslizan entre sí, la resistencia al movimiento depende del gradiente de la velocidad dv/dx, y de la superficie

Es un viscosímetro normalizado de tipo británico en el cual la viscosidad se determina por el tiempo, en segundos, necesario para que cierta cantidad de líquido pase por el orificio en condiciones dadas; utilizado para determinar las viscosidades de aceites de petróleo.

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VISCOSÍMETRO DE HOPPLER

Viscosímetro de caída de esfera

(Este viscosímetro únicamente sirve para fluidos transparentes)

El viscosímetro de caída de esfera se basan en la ley de Stokes, que relacionan la viscosidad de un fluido con la velocidad de caída. Si una esfera cae en el interior de un fluido libremente se acelera hasta que la fuerza de la gravedad se iguala a la fuerza de rozamiento que ejerce el fluido sobre ella.

El viscosímetro de caída de esfera determina la viscosidad de líquidos Newtonianos y gases (con una bola especial para gases), con precisión. Entre sus aplicaciones figuran la investigación, el control de procesos y el control de calidad. Este viscosímetro se utiliza principalmente para substancias de baja viscosidad, entre 0,6 y 100.000 mPa·s

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CONCLUSIONES