MECANICA DE FLUIDOSLABORATORIO I

TEMA: VISCOSIDAD Y FLUIDOS NO NEWTONIANOS

OBJETIVOS: Determinar los SSU del aceite SAE 40 utilizado en

motores de combustión interna a 35°CEncontrar el diagrama reo-lógico de “agua+harina” para determinar si el fluido es newtoniano o no newtoniano.

Determinar experimentalmente la viscosidad cinemática y el índice de viscosidad (I.V) de un lubricante y analizar el comportamiento de la viscosidad del fluido con respecto a la temperatura.

MATERIALES:(Viscosímetro saybolt empírico) 60 ml de aceite SAE 40

Cronometro

Viscosímetro saybolt(controladores de temperatura, bomba, resistencias eléctricas, recipiente de 60ml, ductos, baño de maría)

MATERIALES:(Viscosímetro absoluto)

Cilindro fijo y móvil

Pesas

Cronómetro

Agua y harina

Calibrador

Fluxómetro

PROCEDIMIENTO:(Viscosímetro empírico) Calibrar el Viscosímetro.

Colocar el aceite y encender el baño de maría para calentarlo a 35°c

Cuando el aceite este a dicha temperatura abrir la válvula y tomar el tiempo que demora en caer los 60ml de aceite.

Viscosímetro de saybolt

PROCEDIMIENTO:(Viscosímetro rotacional absoluto) Obtener una mezcla uniforme de agua+harina.

Colocar la mezcla en el viscosímetro rotacional.

Poner en el porta pesas 10, 15,20,25,30,35 gramos.

Cronometrar el tiempo en una altura determinada que recorren las pesas.

Medir los diámetros de los cilindros internos y externos.Tabular los datos.

Repetir los pasos para los distintos pesos.

MARCO TEORICO.

Viscosidad: La viscosidad expresa la facilidad que tiene un fluido para fluir cuando se le aplica una fuerza externa. El coeficiente de viscosidad absoluta, o simplemente la viscosidad absoluta de un fluido, es una medida de su resistencia al deslizamiento o a sufrir deformaciones internas.Viscosidad absoluta o dinámica: Es una propiedad de los fluidos que indica la mayor o menor resistencia que estos ofrecen al movimiento de sus partículas cuando son sometidos a un esfuerzo cortante. Algunas unidades a través de las cuales se expresa esta propiedad son el Poise (P), el Pascal-Segundo (Pa-s) y el centiPoise (cp.)

Viscosidad cinemática: Es el cociente entre la viscosidad dinámica y la densidad. En el sistema internacional (SI) la unidad de viscosidad cinemática es el metro cuadrado por segundo (m2/s). La unidad CGS correspondiente es el Stokes (St), con dimensiones de centímetro cuadrado por segundo y el centistoke (cts.).La medida de la viscosidad absoluta de los fluidos (especialmente de gases y vapores) requiere de instrumental adecuado y de una considerable habilidad experimental.Por otro lado, se puede utilizar un instrumento muy simple, como es un viscosímetro de tubo, para medir la viscosidad cinemática de los aceites y otros líquidos viscosos.

Con este tipo de instrumentos se determina el tiempo que necesita un volumen pequeño de líquido para fluir por un orificio y la medida de la viscosidad cinemática se expresa en términos de segundos.Un fluido no newtoniano es aquél cuya viscosidad varía con la temperatura y presión, pero no con la variación dv/dy.Un fluido no newtoniano es aquél cuya viscosidad (resistencia a fluir) varía con el gradiente de tensión que se le aplica, es decir, se deforma en la dirección de la fuerza aplicada.

ANALISIS Y RESULTADOS.DATOS: (viscosímetro seybol)60ml de aceite SAE 40T= 35°Ct=53,15 min y segundosViscosidad SAE 40=135cStCALCULO.

(viscosímetro absoluto)Diámetro de la polea= 6cmDiámetro interior del cilindro fijo=7.8 cmDiámetro del cilindro móvil=24mmLongitud sumergida 42mmRadio medio de los cilindros= 22.5mmLongitud recorrida=20.7cmPerímetro de la polea=2*π*r=18.8496cmEspesor=21mmDesplazamiento angular de la polea=1.09816rev

DIAGRAMA REOLOGICO

CURVA LINEA

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 2 4 6

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 0.5 1dv/dy

CONCLUSIONES

La viscosidad que obtuvimos para el aceite SAE 40 difiere mucho con el valor de las tablas, esto nos puede dar como indicativo que la maquina puede estar mal calibrada o que nos equivocamos en la toma de los datos.

De acuerdo al diagrama reológico obtenido se puede decir que la sustancia se comporta como un fluido no newtoniano.

Deducimos eso porque la curva no es una línea recta y porque no parte del origen.Este fluido no respetara la ley de viscosidad de newton

Al realizar los cálculos con los datos obtenidos podemos observar que la variación de velocidad respecto al espesor podemos obtenerlo de dos métodos distintos dando resultados iguales, esto es, calculando la velocidad angular de la polea y de ahí sacando la velocidad lineal y calculando la velocidad lineal solo con la formula distancia sobre tiempo, se puede decir que la viscosidad del fluido no permite que haya aceleración.

RECOMENDACIONES

Quisiera que explicara porque utilizamos el aceite SAE 40.

Determinen la viscosidad por otro método.

Mayor información acerca de este experimento.

Explicar con que método es mas aconsejable la obtención de la variación de velocidad respecto al espesor.

BIBLIOGRAFIA http://www.monografias.com/trabajos13/visco/visco.shtml.

http://www.cienciapopular.com/n/Experimentos/Fluidos_No_Newtonianos/Fluidos_No_Newtonianos.php.

Mecánica de fluidos de Crane.

Texto básico, mecánica de fluidos.