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Practica 1

  1. 1. INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MEXICALI Castañeda Valenzuela Elizabeth González Castañeda Jesús Martínez Mendoza Neira Mareli Melgoza González Diana Alejandra Salcido Sánchez José Luis Sandoval Medina Eduardo Integrantes Laboratorio Integral I Materia Viscosidad Práctica 1 Norma Rivera Pazos Maestro Mexicali Baja California, 14 de febrero de 2014
  2. 2. Práctica 1.- Viscosidad OBJETIVO Obtener la viscosidad de dos sustancias diferentes a partir de las revoluciones por minuto del cilindro interior del viscosímetro stormer con la viscosidad de la sustancia así como observar y obtener la viscosidad por medio del tiempo que tarde en caer la sustancia al recipiente por medio del viscosímetro zahn. MARCO TEÓRICO La viscosidad de un líquido es la oposición que este presenta ante el flujo. Causada por grandes fuerzas intermoleculares que hacen que las moléculas e j e r z a n grandes f u e r z a s d e r o z a m i e n t o u n a s s o b r e o t r a s . T a l c o m o e n l a tensión superficial la fuerza intermolecular se ven afectadas por la inducción de energía térmica, sin embargo hay líquidos que escapan a esta regla por la utilización de aditivos o por sus propiedades naturales. Entre más cerca del centro superficial del líquido se encuentren las moléculas estás fluirán con una relativamente menor viscosidad (fluirán con mayor facilidad). La viscosidad es una propiedad que depende de la presión y temperatura y se define como el cociente resultante de la división de la tensión de cizallamiento (t ) por el gradiente de velocidad (D). La medida común métrica de la viscosidad absoluta es el Poise, que es definido como la fuerza necesaria para mover un centímetro cuadrado de área sobre una superficie paralela a la velocidad de 1 cm por segundo, con las superficies separadas por una película lubricante de 1 cm de espesor. La viscosidad es la característica más importante de la lubricación de cualquier máquina. Si la viscosidad del aceite es muy baja para la aplicación, el desgaste es mayor por falta de colchón hidrodinámica. Si la viscosidad del aceite es muy alta para la aplicación, el consumo de energía es mayor, el desgaste puede ser mayor por falta de circulación y el aceite se calentará por fricción. Solamente la viscosidad correcta maximizará la vida útil y la eficiencia del motor, transmisión, sistema hidráulico o lo que sea la aplicación. Un aceite delgado es menos resistente a fluir. Por eso su viscosidad es baja. Un aceite grueso es más resistente a fluir y por eso tiene una viscosidad más alta. Las viscosidades de los aceites normalmente son medidas y especificadas en centistoke.
  3. 3. Stormer.- Se caracteriza por una estructura compuesta de un conjunto de cilindros, dos de ellos estáticos donde se contiene el fluido más un cilindro interno que se hace girar mediante un mecanismo accionado por una pesa. El tiempo que demora en dar 100 revoluciones se relaciona con la viscosidad del fluido. Zahn.- Las Copas Zahn son aplicadas para determinar la viscosidad de los modelos de fluidos Newtonianos y aproximadamente Newtonianos. Es fácil determinar la viscosidad de la muestra en los contenedores tales como latas, cauces de canal, ollas de reacción, etc. Principales Parámetros Técnicos Volumen de la copan (ml): 44  1 Número de Copa: 1 2 3 4 5 Diámetro interior del orificio: 2.0 2.7 3.8 4.3 5.3 Coeficiente de corrección: 0.95 - 1.05 (25 ºC ± 0.2ºC) MATERIAL Glicerina pura Aceite de trasmisión 2 vasos de precipitado de 250 ml 1 vaso de precipitado de 150 ml 1 termómetro de 0 a 100°c 1 cronometro Viscosímetro zahn y stormer PROCEDIMIENTO (STORMER) 1. Ajustar el equipo 2. Calentar el agua a una temperatura entre 90 y 100°c 3. Verter el agua en el cilindro exterior del viscosímetro 4. Checar la temperatura hasta que se estabilice 5. Tonar el tiempo hasta que pasen las 100 RPM (hasta que la aguja en el reloj de 1 vuelta) 6. Seguir tomando la temperatura hasta que se hagan las 10 mediciones 7. Graficar viscosidad contra temperatura
  4. 4. RESULTADOS 0.1600 No. T (°C) µ (N. s/m^2 Tiempo (s) 1 52 0.0725 65 2 51 0.0800 70 3 50 0.0845 73 0.1000 4 49 0.0935 79 0.0800 5 48 0.0980 82 6 47 0.1100 90 7 46 0.1175 95 0.0400 8 45 0.1250 100 9 0.0200 44 0.1340 106 10 43 0.1430 112 0.1400 0.1200 0.0600 0.0000 42 44 46 48 50 52 54 PROCEDIMIENTO (ZAHN) Aplicación Las Copas Zahn son aplicadas para determinar la viscosidad del los modelos de fluidos Newtonianos y aproximadamente Newtonianos. Es fácil determinar la viscosidad de la muestra en los contenedores tales como latas, cauces de canal, ollas de reacción, etc. Principales Parámetros Técnicos a) Volumen de la copan (ml): 44  1 b) Número de Copa: 1 2 3 4 5 c) Diámetro interior del orificio: 2.0 2.7 3.8 4.3 5.3 d) Coeficiente de corrección: 0.95 - 1.05 (25 ºC ± 0.2ºC)
  5. 5. Aplicación y Mantenimiento a) Limpie la copa con un solvente apropiado antes y después de usar la copa en su prueba. b) Seleccione la copa adecuada para controlar el flujo de tiempo entre 20 y 80 segundos.. c) Sumerja la copa dentro del contenedor de 1 a 5 minutos para alcanzar el equilibrio térmico y luego, en posición vertical, retire la copa de la materia prima suave y rápidamente. d) Cuente el tiempo a partir del momento en que el fondo de la copa deje de estar en contacto con la superficie del líquido. Mantenga la copa vertical todo el tiempo que el líquido esté fluyendo y la distancia entre la copa y la superficie del líquido sea menor a 150 mm. e) Deje de contar cuando se observe el primer punto de quiebra. La cantidad de segundos de tiempo de flujo serán el valor numérico de viscosidad. f) El margen de error de entre valores probados deberá ser menor a 5% del valor promedio. Ejercicio para calcular la viscosidad con el viscosímetro ZHAN Material: 1. Viscosímetro ZHAN. Diámetros 1 y 2 2. Termómetro 3. Vaso de precipitado de 250ml 4. Aceite de transmisión 5. Cronometro
  6. 6. Pasos para calcular la viscosidad del aceite de transmisión. 1. Añadir el aceite de transmisión al vaso de precipitado de 250 ml. 2. Checar la temperatura que este a 25°C. 3. Después poco a poco ir introduciendo el viscosímetro zhan. 4. Ya que este lleno el cilindro levantar el viscosímetro y empezar a tomar el tiempo de manera que el aceite irá disminuyendo del cilindro debido al orificio que tiene en la base. 5. El tiempo se toma al momento de que la base del viscosímetro se despegue del aceite. 6. Detener el cronometro al primer instante que el aceite se corte. 7. Realizar el método por lo menos 4 veces para tener un promedio de su efectividad con el viscosímetro de diámetro #1 y después otras 4 veces con el #2. 8. Y por ultimo realizar los cálculos para determinar la viscosidad dinámica. Cálculos: Tiempos: Diámetro -1 1. 2. 3. 4. 1:49 minutos 1:42 minutos 1:51 minutos 1:49 minutos Tiemp. Prom.= 1.47 mint.
  7. 7. CONCLUSIÓN En esta práctica se comprobaron las viscosidades de dos sustancias diferentes utilizando el método zhan donde se usó aceite para transmisión a una temperatura de 25°c realizándose 4 pruebas que arrojaron resultados favorables, coincidiendo con la gráfica de aceite para motor (SAE-W 10). En 1905 fue establecida la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE, por sus siglas en inglés; esta sociedad sigue teniendo una influencia poderosa en la industria automotriz y está representada por el sello SAE que puede encontrarse en todos los aceites para motor certificados. SAE desarrollo estándares para clasificar el aceite según su grado de viscosidad. La "W" significa "winter", invierno en inglés, y el número antes de la W representa la viscosidad del aceite a una temperatura de 0º F (-18º C). El número que está después de la W representa la viscosidad del aceite a 212º F (100º C), que es la temperatura máxima de funcionamiento de un motor común. El otro método utilizado fue stormer donde medimos la viscosidad de la glicerina a una temperatura inicial de 52°c disminuyendo la temperatura a un grado hasta llegar a la temperatura final de 43°c, haciéndose 10 veces la prueba dentro de este intervalo de temperaturas. Los resultados obtenidos en ambas pruebas fueron graficados y tabulados.

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