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8/12/2019 Viscosidad.doc

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Laboratorio de Procesamiento de Plsticos

MEDICIN DE LA VISCOSIDAD EN FLUIDOS NEWONIANOS

!" O#$EIVO

Determinar la viscosidad de un fluido newtoniano y observar el cambio de la

viscosidad con la temperatura empleando un viscosmetro de rotacin y

observando el tiempo de cada de una esfera en un fluido viscoso.

%" MA&CO EO&ICO

Un fluido es una sustancia que se deforma continuamente cuando se somete a un

esfuerzo constante (), sin importar que tan pequeo sea. a medicin del !n"ulo

de deformacin continua ( ) se realiza mediante la medicin de la rata de

deformacin ( ) que corresponde al "radiente de velocidades en una direccin

dadax

V

.

Un esfuerzo cortante es la fuerza por unidad de !rea que se e#erce en forma

tan"ente sobre una superficie.

a relacin entre el esfuerzo cortante y la rata de deformacin se conoce como la

viscosidad, la cual como se puede interpretar como una resistencia al flu#o entre

las diferentes partes del fluido.

$n los procesos de transformacin de pl!sticos, tales como, e%trusin, inyeccin,

soplado, etc., es necesario que el material polim&rico se encuentre fundido, es

decir, en un estado seme#ante al lquido, y al encontrarse en dic'o estado, ell

material adquiere comportamientos de tipo viscoso, aunque sea un fluido no

newtoniano.

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%"!" VISCOSIDAD

a viscosidad es una caracterstica o propiedad de los fluidos, muy importante en

los procesos de transporte de masa y momentum, la cual se manifiesta en ell

transporte por tuberas, en la a"itacin y mezcla de los fluidos.

asos concretos donde la viscosidad es fundamental son

!lculo de las p&rdidas por friccin a trav&s de las tuberas, porque la p&rdida

de presin est! relacionada con la viscosidad del lquido en los fluidos

newtonianos.

!lculo del n*mero de +eynolds, que permite identificar si el flu#o es laminar o

turbulento.

%"!"!" Viscosidad absol'ta

a viscosidad absoluta () es una medida de la resistencia al flu#o de un fluido.

uando se tiene un fluido entre dos planos con !rea Adistantes una cantidadx,

(ver fi"ura .-), se mantiene fi#o el plano inferior y se aplica una fuerza al plano

superior de tal manera que via#e a una velocidad V, se definen dos conceptos de

la mayor importancia a saber

$sfuerzo de corte = F/A

+ata de corte ( ) V / x

Fi*'ra %"!" Conce+to ,iscosidad Absol'ta o dinmica

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a viscosidad absoluta es i"ual a la relacin entre el esfuerzo de corte y la rata de

corte

==

v

iscosidad absoluta / $sfuerzo de corte 0 +ata de corte

1i en fluido con flu#o laminar (bien ordenado), esta relacin es constantea pesar

de que varen la rata de corte y el tiempo, se dice que se tiene un fluido

2ewtoniano3 o sea que la viscosidad no cambia con la rata de corte. $sta

suposicin es v!lida para todos los "ases y muc'os lquidos incluyendo aceites de

petrleo, pero 'ay muc'os materiales que no si"uen esta relacin, o sea que la

viscosidad cambia con la rata de corte pero no con el tiempo (fluidos

pseudopl!sticos), o tambi&n con el tiempo a pesar de que la rata de corte sea la

misma (fluidos t'i%otrpicos). $n "eneral los polmeros son fluidos que no si"uen

la ley de 2ewton, o sea, fluidos no newtonianos.

%"!"%" Viscosidad cinemtica

a viscosidad cinemtica es una medida de la resistencia al flu#o que tiene un

fluido ba#o la accin de la "ravedad. $s la relacin de la viscosidad con la

densidad. 4ara fluidos 2ewtonianos, se cumple que

=

a viscosidad cinem!tica de los lquidos y los "ases a una presin dada es

sustancialmente una funcin de la temperatura.

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-" P&OCEDIMIENO

-"!" M.ODO DE ENSA/O PA&A MEDI& LA VISCOSIDAD A#SOLUA

1e usa el viscosmetro de 5+66789$D $2:92$$+92: U1;, que mide la

viscosidad absoluta del fluido para diferentes ratas de corte que se producen en

un 'uso o a"u#a. 1e analizar!n varios casos

aso -. Utiliza "licerina a temperatura ba#a (< = -> ), re"istrar el valor.

aso . Utiliza "licerina a temperatura ambiente (< ? @< ), re"istrar el valor.

aso @. Utiliza "licerina a (A


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Fi*'ra -"% ,iscos:metro de #&OO;FIELD

-. ea el instructivo del equipo antes de 'acer uso de &l.

. onte la "uarda protectora de la a"u#a. ;se"*rese que el motor est& en

688.

@. ;se"*rese que el equipo este nivelado

A. 1eleccione una a"u#a y suba con el brazo mec!nico del equipo para

disponerse a colocarla.

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>. onecte la a"u#a al e#e, cada a"u#a se encuentra marcada. 2ote la rosca

izquierda.

B. 9nserte y centre la a"u#a en el material de ensayo 'asta alcanzar la

muesca en el e#e.

E. on el termmetro re"istre la temperatura de la sustancia.

F. 9ntroduzca la informacin sobre el cdi"o de la a"u#a en el display, para

que el equipo pueda calcular internamente los valores de viscosidad, de

acuerdo con el torque e#ercido por el fluido 'acia la a"u#a.

4ara re"istrar la informacin en el display, sit*e el suic'e en 1492D$

como lo muestra la flec'a amarilla y con la perilla central como lo marca

la flec'a ro#a, esco#a el valor de la a"u#a que esta puesto en el equipo.

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G. 1it*e el suic'e en speed como lo indica la flec'a amarilla y con la perilla

central como lo muestra la flec'a ro#a, esco#a la velocidad de la a"u#a en

r.p.m. ue"o vuelva a posicionar el suic'e en la mitad.

-H o por encima de >


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--. Despu&s de 'aber tomado la lectura sit*e el suic'e del motor en

posicin o


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>. Determine la densidad de las esferas

B. Iome dos marcas en la escala de la probeta "raduada para utilizar como

puntos de referencia durante el descenso de la esfera

E. +e"istre la distancia de separacin entre las dos marcas de referencia.

F. De#a caer una esfera en el lquido.

G. ;ctive el cronmetro cuando la esfera pase por la marca superior.

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NOA9 1e valida la prueba si Re- para el caso de las esferas Jse cumple

esta condicin es este e%perimentoK

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