I. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

A. TOMA DE DATOS

1. Instrumento:

Los siguientes datos tomados del instrumento nos serán de gran importancia más adelante para el cálculo de distancia, volumen, masa y peso del mismo.

VISCOCÍMETRO

Largo del tubo guía (m) 0.40

Largo de la placa móvil (m) 0.146

Diámetro mayor (m) 0.038

Diámetro menor (m) 0.025

Densidad del acero ((Kg/m3) 7800

Con el largo del tubo guía y el largo de la placa móvil podemos obtener la distancia recorrida por la placa móvil mediante la siguiente expresión:

Largo deltubo guía−Largode la placamóvil=Distanciarecorrida por la placamóvil

Con los datos anteriores, llegamos a:

Distancia recorrida (m)0.25

4

2. Hidrolina:

Se procedió a hacer el recorrido de la placa fija con la placa móvil con ayuda de este lubricante. Se contabilizaron un total de 10 recorridos por cada una de las tres pendientes diferentes (30°, 45° y 60°), centrándonos en el tiempo demorado.

HIDROLINAÁNGULOS   30   45   60

N° DISTANCIA(metros)

  TIEMPO(segundos)

  TIEMPO(segundos)

  TIEMPO(segundos)     

1 0.254 0.91 0.69 0.532 0.254 0.95 0.67 0.543 0.254 0.97 0.68 0.564 0.254 0.96 0.66 0.535 0.254 0.96 0.64 0.556 0.254 0.94 0.65 0.57

7 0.254 0.96 0.64 0.538 0.254 0.98 0.63 0.549 0.254 0.96 0.67 0.55

10 0.254 0.97 0.65 0.53TIEMPO

PROMEDIO (s)

0.96 0.66 0.54

3. Aceite para motor diesel SAE  15W-40:

Se procedió a hacer el recorrido de la placa fija con la placa móvil con ayuda de este lubricante. Se contabilizaron un total de 10 recorridos por cada una de las tres pendientes diferentes (30°, 45° y 60°), centrándonos en el tiempo demorado.

ACEITE PETRÓLEO / SAE 15W – 40ÁNGULOS   30   45   60

N° DISTANCIA(metros)

  TIEMPO(segundos)

  TIEMPO(segundos)

  TIEMPO(segundos)     

1 0.254 1.02 0.66 0.412 0.254 1.03 0.68 0.463 0.254 1.02 0.67 0.454 0.254 1.10 0.68 0.485 0.254 1.02 0.63 0.506 0.254 1.05 0.65 0.467 0.254 1.08 0.63 0.478 0.254 1.07 0.64 0.489 0.254 1.06 0.66 0.4510 0.254 1.03 0.68 0.47

TIEMPO PROMEDIO

(s)1.05 0.66 0.46

4. Aceite para motor a gasolina SAE 40:

Se procedió a hacer el recorrido de la placa fija con la placa móvil con ayuda de este lubricante. Se contabilizaron un total de 10 recorridos por cada una de las tres pendientes diferentes (30°, 45° y 60°), centrándonos en el tiempo demorado.

ACEITE GASOLINA / SAE 40

ÁNGULOS   30   45   60

N°

DISTANCIA

(metros)

  TIEMPO(segundos

)

  TIEMPO(segundos

)

  TIEMPO(segundos

)     

1 0.254   0.97   0.75   0.622 0.254   0.96   0.78   0.653 0.254   1.02   0.71   0.694 0.254   1.01   0.78   0.70

5 0.254   0.99   0.76   0.656 0.254   0.98   0.79   0.677 0.254   1.03   0.79   0.678 0.254   1.02   0.79   0.669 0.254   0.98   0.77   0.64

10 0.254   1.01   0.76   0.65TIEMPO

PROMEDIO (s)1.00 0.77 0.66

B. TRABAJO DE GABINETE

La finalidad del experimento realizado es determinar la viscosidad absoluta mediante la relación que existe entre el tiempo empleado por la placa móvil para recorrer cierta distancia con una superficie conocida, todo ello relacionado mediante la siguiente expresión matemática:

μ= F .YV móvil . Acontacto

… (0)

Donde:μ :viscosidad absolutaF : fuerzaY :espesor dellubricante

V móvil : velocidad de la placamóvil Acontacto : áreade la placamóvil

1. Cálculo de la fuerza:

a) Cálculo del peso: Calculamos el peso mediante la expresión:

Wmóvil=mmóvil . g… (1)Donde:

Wmóvil : peso delmóvilmmóvil :masadelmóvilg : fuerzade la gravedad=9.82m

s2

No conocemos la masa del móvil, pero identificamos que está fabricado de acero, y mediante la densidad de este podemos hallarla por la expresión:

ρacero=maceroV acero

=mmóvilV móvil

=7800Kgm3

⇒mmóvil=7800Kg

m3.V móvil…(2)

Donde:

ρacero :densidad del acero=7800Kg

m3mmóvil :masadelmóvil

V móvil : volumendelmóvil

El volumen del móvil es obtenido mediante el diámetro externo e interno tomados durante la experiencia con ayuda del vernier:

VISCOCÍMETRO

Largo de la placa móvil (m) 0.146

Diámetro mayor (m) 0.038

Diámetro menor (m) 0.025

Y vendrá dado mediante la expresión:

V móvil=π . (D2−d2 ). h

4…(3)

Donde:V móvil : volumendelmóvilD :Diámetromayord :Diámetromenorh :Largo de la placamóvil

Remplazamos los valores de la tabla en la fórmula (3) y obtenemos:

V móvil=π . (0.0382−0.0252 ) .0 .146m3

4V móvil=9.391 .10−5m3… (4)

Remplazamos (4) en (2):

mmóvil=7800Kg

m3.V móvilmmóvil=7800

Kg

m3.9.391.10−5m3

mmóvil=0.732Kg…(5)

Remplazamos (5) en (1):

Wmóvil=mmóvil . gWmóvil=mmóvil .9.82m

s2Wmóvil=0.732Kg .9 .82

m

s2

Wmóvil=7.188N…(6)

Ahora a través del Diagrama de Cuerpo Libre:

Observamos las fuerzas: N, W, F1 y F2:

Donde F1 y F2 son componentes de W

y vienen dadas por:

F1=Wmóvil .sinαF2=Wmóvil .cos α

Además:

F2=N ,entonces se anulan.

Por lo tanto la fuerza que produce el

movimiento es y viene dada por la

expresión:

F1=Wmóvil .sinα …(7)

Remplazamos (6) en (7) y desarrollamos la tabla: F1=Wmóvil .sinα

α° sen α Wmóvil(N) F1(N)

30 0.500 7.188 3.59445 0.707 7.188 5.08360 0.866 7.188 6.225

…Estos datos serán nombrados como (A), para cada ángulo.

2. Espesor del Lubricante:

Estimamos y asumimos este dato como:

Y=1mm=10−3m…(B)

3. Cálculo de la Velocidad de la placa móvil:

Como ya tenemos entendido la velocidad es definida como la distancia recorrida en una unidad de tiempo, entonces:

V móvil=DT

Donde:V móvil : velocidad delmóvilD :DistanciarecorridaT :Tiempo promedio empleado

Con los datos obtenidos en la experimentación:

HIDROLINA

α Distancia (m)

Tiempopromedio 

(s)

Velocidad(m/s)

30 0.254 0.956 0.26645 0.254 0.658 0.38660 0.254 0.543 0.468

ACEITE PETRÓLEO / SAE 15W – 40

α Distancia (m)

Tiempopromedio 

(s)

Velocidad(m/s)

30 0.254 1.048 0.24245 0.254 0.658 0.38660 0.254 0.463 0.549

ACEITE GASOLINA / SAE 40

α Distancia (m)

Tiempopromedio 

(s)

Velocidad(m/s)

30 0.254 0.997 0.25545 0.254 0.768 0.33160 0.254 0.660 0.385

A cada resultado de la columna de velocidad se considerará como (C).

4. Cálculo del Área de contacto de la Placa móvil:

Para el cálculo de esta área de contacto trabajaremos con el diámetro interno y la longitud de la placa móvil, entonces:

Acontacto=C interna x LmóvilAcontacto=(π Di ) . (Lmóvil )…(8)

Donde:Acontacto : áreade contactoC interna :Circunferencia internade la placamóvil

Lmóvil :Longitud de la placamóvi lDi :Diámetro Interno

Con los datos tomados del instrumento, remplazamos en (8):

VISCOCÍMETRO

Largo de la placa móvil (m) 0.146

Diámetro interno (m) 0.025

Acontacto=(π Di ) . (Lmóvil )Acontacto=(π .0 .025m ) . (0.146m )Acontacto=0.01 15m2…(D)

5. Cálculo de la Viscosidad Dinámica:

Remplazamos los valores de (A), (B), (C) y (D) en (0):

μ= F .YV móvil . Acontacto

… (0)

Los resultados son presentados en el siguiente punto por medio de una tabla de resultados.

C. Resultados

RESULTADOS

LUBRICANTE ÁNGULO F (N) Y(m) Vmóvil (m/s) Acontacto (m2) VISCOSIDADDINÁMICA

μpromedio

Hidrolina

30 3.594 0.001 0.266 0.0115 1.175 1.159

45 5.083 0.001 0.386 0.0115 1.145

60 6.225 0.001 0.468 0.0115 1.157

P - SAE 15W - 40

30 3.594 0.001 0.242 0.0115 1.291 1.141

45 5.083 0.001 0.386 0.0115 1.145

60 6.225 0.001 0.549 0.0115 0.986

G - SAE 40

30 3.5940.00

1 0.255 0.0115 1.226 1.322

455.083 0.00

10.331 0.0115

1.335

60 6.2250.00

1 0.385 0.0115 1.406

D. Discusión

1.050

1.100

1.150

1.200

1.250

1.300

1.350

VISCOSIDAD (N.s/m2) a 20°C

Hidrolina P - SAE 15W - 40 G - SAE 40

Luego de la experiencia y los cálculos necesarios, ya con los resultados podemos observar los diferentes valores de viscosidad para los lubricantes sometidos a prueba. Llegamos a percatarnos que el lubricante para motor de gasolina (SAE – 40) es más viscoso que su semejante para motor petrolero (SAE 15W-40). Con respecto a la hidrolina, según los datos arrojados, vemos que cuenta con un valor de viscosidad menor a G-SAE 40 y un tanto mayor a P-SAE 15W-40. Todas estas pruebas se asume que son realizadas a una temperatura de 20°C, es decir, a temperatura ambiente.