INTRODUCCION

La viscosidad es la propiedad más importante de los fluidos, y por tanto esta requiere la mayor consideración en el estudio del flujo de fluidos. Esta es la resistencia que ejercen los fluidos al ser deformado cuando este se aplica un mínimo de esfuerzo cortante. La viscosidad de un fluido depende de su temperatura. Es por eso que en los líquidos a mayor temperatura la viscosidad disminuye mientras que en los gases sucede todo lo contrario lo contrario. Existen diferentes formas de expresar la viscosidad de un fluido, pero las más importantes son las siguientes: viscosidad absoluta o dinámica, cinemática, Saybol, Redwoor.

El presente informe de viscosidad cinemática tiene como finalidad el de hallar la viscosidad de cierto tipo de aceite usando el viscosímetro Engler, una vez hallada compararla con las gráficas patrones y así poder verificar de que tipo de aceite SAE se trata.

MARCO TEÓRICO

En la mecánica de fluidos es de vital importancia el conocimiento de las propiedades de los fluidos a estudiar ya que de ellos depende de manera directa la obtención de datos imprescindibles para el cálculo en un problema como lo es la viscosidad de un aceite. Ésta es una de las razones por la cual es necesario conocer de dónde se obtienen estos datos de gran valor para el estudio de los fluidos ya que fueron obtenidos por experimentación.

La viscosidad Engler se utiliza en el continente europeo, y consiste en el cociente entre el tiempo en segundos que tarda en derramarse 200 cm3 del líquido cuya viscosidad se desea conocer, y el tiempo en segundos que tarda en derramarse 200 cm3 de agua, todo, por lo general, a 20 ºC de temperatura, pudiendo en los casos de líquidos muy viscosos utilizar temperaturas de 50 ºC y hasta 100 ºC.

El Viscosímetro Engler, mide la viscosidad cinemática en Grado Engler (ºE), la cual pueden llegar hasta un grado SAE60. En general, cuanta más alta sea la viscosidad, más alto es el grado SAE.

Los grados SAE únicamente representan un nivel de viscosidad o resistencia a fluir, medidas a determinadas temperaturas.Hay once grados SAE. Seis de ellos incluyen la designación W (por "Winter": invierno en idioma ingles), que indica que la viscosidad fue también medida a baja temperatura. Para los grados que no tienen esta denominación, la viscosidad se especifica a 100°C. Ellos son:

0W, 5W, 10W, 15W, 20W y 25W (GRADOS DE INVIERNO)

20, 30, 40, 50 y 60 (GRADOS DE VERANO)

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL: Analizar el comportamiento de la viscosidad en un fluido

OBJETIVOS ESPECIFICOS: Determinar la viscosidad cinemática de un aceite lubricante comercial

(el que se usó para esta experiencia), esto lo obtenemos calculando el Grado SAE del aceite.

Mostrar la variación de la viscosidad de un fluido con el cambio de temperatura.

Superponer estos gráficos en otro extraído de un libro de Mecánica de Fluidos y observar su comportamiento respecto de otros líquidos.

Analizar gráficamente la variación de la viscosidad de dicha muestra con respecto a la temperatura. 

Determinar experimentalmente las curvas de variación de la viscosidad en función de la temperatura.

MATERIALES Y METODOS:

Equipos e Instrumentos:

Dos recipientes, entre los que se vierte el aceite o el agua que constituirá el baño de calentamiento, y en el recipiente interior el líquido cuya viscosidad se desea medir.

Un tubo de salida de longitud l de 20 mm con un orificio calibrado de Ø = 2,9 mm.

Un tapón de madera para impedir la caída del líquido. Un matraz aforado para 200 cm3. Termómetro Agitador Sistema de calentamiento (hornilla) Cronometro

Métodos:

Una vez obtenidas las condiciones de ensayo, se retira el tapón y se toma con un cronómetro el tiempo de caída del líquido, dividiéndose por el tiempo de caída del agua, cuyo valor constituye la constante del aparato, variando entre 48 y 49 segundos a 20 ºC, obteniéndose un número que da la viscosidad en grados Engler (ºE).

TABULACION DE DATOS:

Esta tabla representan los apuntes de la experiencia realizada en laboratorio. El tiempo de hallado para cada temperatura de escurrimiento hasta llenar la probeta a 200cc.

N°Temperatura

de escurrimiento

(ºC)

Tiempo de escurrimient

o(s)

Volumen (cc)

1 92 127.63 2002 83 143.9 2003 76 153.78 2004 72 211.86 2005 68 224.22 2006 64 249.45 200

7 58 321.49 2008 55 359.86 2009 50 447.89 20010 46 547.56 20011 42 702.89 200

ANALISIS Y METODOLOGIA DE CÁLCULO

Analizando para la primera toma de datos:

Formula de EBBELOHDE:

√ (cm2/s) = 0.0731ºE - 0.06314ºE

Dónde:

ºE = tiempode escurrimientodel aceite 200 cctiempode escurrimiento delagua200 cc a20 ºC

Ecuación General:√ (cm2/s) =0.00147t - -3.74t , luego de ambos valores

sacamos un promedio.

Por dato tenemos que la el tiempo de escurrimiento de 200cc de agua a 20ºC es 48.5 segundos

A 92 °C:

ºE =127.63/48.5 = 2.631546

√ (cm2/s) = 0.0731 (2.631546) – (0.06314/2.631546)

√ (cm2/s) = 0.16837254

Ecuación General:

√ (cm2/s) = 0.00147 (127.63) – (3.74/127.63)

√ (cm2/s) = 0.15831264

Temperatura de escurrimiento

Tiempo de escurrimiento

Grado EnglerViscosidad

Cinemática √ formula de EBBELOHDE

Viscosidad Cinemática√

Ecuación General

Viscosidad Cinemática √ (promedio)

N° (ºC) (s) (°E) (cm2/s) (cm2/s) (cm2/s)

1 92 127.63 2.63154639 0.16837254 0.15831264 0.16334259

2 83 143.9 2.96701031 0.19560777 0.18554273 0.19057525

3 76 153.78 3.17072165 0.2118663 0.20173614 0.20680122

4 72 211.86 4.36824742 0.30486458 0.29378103 0.2993228

5 68 224.22 4.62309278 0.32429056 0.31292335 0.31860696

6 64 249.45 5.14329897 0.36369899 0.35169852 0.35769875

7 58 321.49 6.62865979 0.47502973 0.46095697 0.46799335

8 55 359.86 7.41979381 0.53387726 0.51860127 0.52623926

9 50 447.89 9.23484536 0.66823005 0.65004804 0.65913904

10 46 547.56 11.2898969 0.81969885 0.7980829 0.80889088

11 42 702.89 14.4925773 1.05505069 1.02792741 1.04148905

De la tabla anterior (usando tablas) pasamos a Segundos Saybolt Universal (SSU)

CentiStoke SSU

16.33425982.64

19.05752593.98

20.680122100.19

29.93228141.37

31.860696149.83

35.769875167.43

46.799335217.59

52.623926244.55

65.913904306.07

80.889088375.31

104.148905482.85

CURVAS A ELABORAR:

30 40 50 60 70 80 90 1000

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Viscosidad √ vs Temperatura (°C)

Temperatura (°C)

Visc

osid

ad √

30 40 50 60 70 80 90 1000

100

200

300

400

500

600

SSU vs Temperatura(°C)

Temperatura(°C)

SSU

Aproximando las gráficas (real y teórica) se concluye que se trata de un aceite SAE-30.

Propiedades del aceite SAE 30

CONCLUSIONES

Se llegó a obtener la viscosidad cinemática para para distintas temperaturas, como también el Grado SAE y el Índice de Viscosidad.

Con los resultados obtenidos se llegó a la conclusión que el aceite usado para esta experiencia es un aceite de grado SAE 30

RECOMENDACIONES

Es necesario tener mayor precisión a la hora de hacer estos tipos de ensayos, ya sea a la hora de tomar los datos durante la experiencia, como también cuando hacemos los cálculos operativos para obtener el resultado.

Esta experiencia nos muestra una visión diferente de cómo se pueden diferenciar los tipos de aceites combustibles.