INSTITUTO TECNOLOGICO DE CULIACAN

VISCOSÍMETRO

Aldana Cansino Carlos Daniel

Castro Apodaca Luis Alberto

Diaz Hernandez Franklin Uriel

Grupo: UA19 Hora: 14-15 Fecha: 12/03/2015

Maestro de asignatura

Ing. Roberto León Piña

ANALISIS DE FLUIDOS

Al tener ya presente una ecuación o un modelo matemático a seguir debemos buscar una manera en que nuestro viscosímetro realmente pueda darnos los datos suficientes para tener una medida de viscosidad lo más aproximada posible, tendremos que aplicar una velocidad así que el uso de principios usados en los viscosímetros rotatorios nos haría mucho bien, colocaremos dos cilindros uno externo y uno interno, entonces al interno le colocaremos una cuerda a la que colocaremos unas “pesas” calculando su fuerza por gravedad, estará colgando por fuera a una altura determinada y tendremos que contar el tiempo que tarda en caer, entonces tendremos la velocidad tangencial que el cilindro interior uso para mover el cilindro, con el peso y la gravedad la polea generara una fuerza que moverá el cilindro a un cierto valor de torque, necesitamos el valor de la fuerza que actúa en el cilindro interior, teniendo ya las medidas del cilindro podemos deducir su área, tendremos entonces todas las variables necesarias para calcular el valor de viscosidad de un fluido tanto newtoniano como no newtoniano.

La ecuación que los describe es el modelo de la ley de la potencia sustituida en la de la viscosidad, un modelo ejemplo ya establecido será el de Carreau-Yasuda. Debemos tomar en cuenta el material de los cilindros que sea firmes, un porta pesas ni tan liviano ni tan pesado, calibración de centros de los cilindros, giro del cilindro interactuando con el fluido, altura desde donde usarlo.

En esta ocasión estamos hablando de fluidos no newtonianos, existen diversas maneras de como clasificarlos estas incluyen:

No newtonianos adelgazantes (pseudoplastico): Estos tienen un valor n <1 cuya viscosidad es menor mientras mayor sea la velocidad.

No newtonianos dilatantes: Estos tienen un valor n>1 cuya viscosidad es mayor mientras mayor sea la velocidad.

La viscosidad se puede calcular mediante el valor de esfuerzo cortante sobre la velocidad de deformación entonces quedaría la ecuación:

η= τ/γ donde γ = V/L o γ = (dy/dt) 1/L

Para obtener el esfuerzo cortante de un fluido no newtoniano por otro lado debemos utilizar la ecuación:

τ = k γn

K es una constante llamada índice de consistencia y n es otra constante llamada índice de comportamiento, son valores definidos de las distintas sustancias.Al sustituir el esfuerzo cortante en la ecuación de viscosidad anteriormente mostrada nos quedaría:

η =kyn/γTenemos entonces una ecuación para calcular la viscosidad de un fluido no newtoniano.

En caso de no tener a la mano las constantes debemos considerar usar el peso que cargara la polea que no sea muy alto para calcular con comodidad la velocidad con respecto al radio de la polea (V=h/rt), también tendremos que tener en cuenta que la longitud utilizada será (L=Re-Ri) y al momento de calcular γ obtendríamos:

γ=hRi/ (Re-Ri) rt

El esfuerzo cortante podremos calcularlo por la ecuación:τ= F/A

Tomamos en cuenta que el torque que tiene el cilindro interior es calculado por (Tq=FRi) al despejar tenemos F=Tq/Ri, a su vez tq es la tensión que provoca el porta pesas dada por la fuerza que ejerce la gravedad y la masa que colocaremos, está por el radio de la polea, entonces tq=Fr=mgr despejándola para sacar el torque del cilindro interior tenemos que:

F=mgr/RiEl área del cilindro es 2πRil entonces el esfuerzo cortante seria calculado mediante la ecuación:

τ=mgr/2π Ri2lCalculemos entonces obtenidos tanto esfuerzo cortante como la velocidad de deformación la viscosidad:

η= τ/γ η = mgr2t (Re-Ri) /2π Ri3lh //modelo matematico

Un viscosímetro de cilindros concéntricos nos ayudara a determinar si el fluido es newtoniano o no, es necesario obtener la curva de flujo y encontrar la relación que existe entre el esfuerzo de corte y la rapidez de deformación.