Tecnolgico de Costa Rica Vicerrectora de Docencia Escuela de Ingeniera Electromecnica

Laboratorio de Mecnica de Fluidos

Informe N 1

Laboratorio de: Viscosidad Cinemtica y Densidad

Profesor: Ing. Oscar Monge

Autor: Joaqun Montero Alvarado Fecha: 02 de Marzo del 2015

ContenidoPARTE I3DESCRIPCION DEL EQUIPO, MATERIALES Y ACCESORIOS3PARTE II4Explicacin del Laboratorio Realizado4a.Marco Terico4b.Objetivos del Laboratorio5c.Descripcin5PARTE III6Resultados Obtenidos6Discusin de resultados7Conclusiones7BIBLIOGRAFIA8Apndice9

PARTE I DESCRIPCION DEL EQUIPO, MATERIALES Y ACCESORIOS

Para la realizacin de este laboratorio, se utilizaron diversos materiales y accesorios necesarios para el debido seguimiento del procedimiento establecido. Se utilizaron: Termometro Viscosimetro Saybolt: 60 ml de Aceite 20W50 Una probeta de 250ml 1 beacker de 200ml Cronometro Una probeta para la recoleccin de la muestra

PARTE II Explicacin del Laboratorio Realizado a. Marco Terico

La viscosidad, es una caracterstica o propiedad de todo fluido, que representa la resistencia al movimiento causado ya sea por gravedad u otros mtodos a una temperatura dada. Cuando se trata de viscosidad se puede hablar de viscosidad cinemtica o dinmica ( absoluta), la primera se puede determinar utilizando un viscosmetro Saybolt cuantificando el tiempo que tarda una muestra de fluido en pasar a travs de un orificio a una temperatura dada y est expresada en Segundos Saybol Universales ( SSU) . La viscosidad dinmica es numricamente, el producto de la viscosidad cinemtica y la densidad del fluido a una temperatura especifica. El viscosmetro Saybolt contiene un bao mara de aceite en su interior con los dos orificios mencionados anteriormente, cada uno de un dimetro distinto para el caso de aceites muy viscosos elegir el mayor de stos. Para regular la temperatura existe un termorregulador junto con la resistencia elctrica. EL ndice de viscosidad (IV) es un indicativo que nos permite determinar cmo varia la viscosidad con la temperatura. Se basa en comparar la viscosidad cinemtica del aceite en estudio con dos aceites de referencia. El estudio de fluidos y sus caractersticas es de suma importancia para la ingeniera. La tribologa nos ayuda a estudiar y entender ciertos fenmenos como la friccin en las mquinas y sus posibles consecuencias como el desgaste que a su vez causa desde problemas de funcionamiento del equipo hasta perdidas de energa durante todo un proceso.

b. Objetivos del Laboratorio Uno de los objetivos de este laboratorio era conocer el manejo de un viscosmetro y densmetro. Aprender a realizar mediciones de viscosidad cinemtica y densidad a un aceite.

c. Descripcin

1. Primero se deba preparar todo el equipo y materiales a utilizar en el laboratorio ( realizado por el profesor previo al inicio de la leccin) 2. Primero vierta una muestra de aceite en las probetas calibradas. 3. Introduzca el densmetro en las probetas y djelo flotar libremente, esto para poder realizar la medicin de la densidad del aceite. 4. Anote el valor de dicha densidad en la tabla de datos. 5. Utilice el termmetro para determinar el valor de la temperatura del aceite y antelo en la misma tabla en donde anoto la densidad. 6. Mida la masa y el volumen de la muestra 7. Ponga la muestra de aceite en el viscosmetro Saybolt. 8. Conecte el calentador del viscosmetro9. Revise que la temperatura est en 100 C 10. Tome el tiempo en segundos que tarda el aceite en llenar los 60 ml de la copilla calibrada. 11. Anote los datos en la tabla de datos12. Repita los pasos 10 y 11 pero ahora con una temperatura de 40 13. Desconecte el viscosmetro 14. Limpie el equipo.

PARTE III Resultados Obtenidos

Tabla1. Datos experimentales en la determinacin de la densidad y peso especfico de una muestra de aceite a temperatura ambiente.

Temperatura Viscosmetro ( C) Lectura del densmetro(g/cm^3) Temp. Ambiente (C) Volumen de la muestra (ml ) Masa ( kg )

10087512.52240.193

4086012.52230.201

Tabla 2. Datos experimentales en la medicin del tiempo de goteo de la muestra de aceite con un viscosmetro saybolt

Dato Temp. ( C) Tiempo SSU

140928,32

1100103.18

Discusin de resultados

Como se puede apreciar en las tablas anteriores a una estrecha relacin entre la viscosidad de un fluido y la temperatura a la que se encuentra. Estas demuestran que a mayor temperatura el fluido tiene una viscosidad menor ya que las molculas obtienen energa cintica, por lo tanto las fuerzas intermoleculares comienzan a disminuir, esto causa que se demore menos tiempo en atravesar los tubos cilndricos y llenar la probeta de almacenamiento. Al realizar una grfica se observa como varia la pendiente con el cambio de temperatura.

Conclusiones

Por medio de la grfica podemos determinar con certeza que conforme aumenta la temperatura disminuye la viscosidad de un fluido. El fluido al disminuir su viscosidad tiende a moverse con mayor rapidez ya que no opone tanta resistencia al movimiento y por ende dura menos en atravesar los orificios cilndricos del viscosmetro A partir de este experimento utilizando el viscosmetro se puede obtener la viscosidad cinemtica al usar una ecuacin de relacin con la unidad de SSU ( segundos saybolt universal)

BIBLIOGRAFIA

Yunus, C & Cimbala, J. (2012). Propiedades de los Fluidos. En Mecnica de Fluidos, fundamentos y aplicaciones (pp 38-55). Mexico D. F. : McGraw Hill. Rueda, F & Lopez, M. (2009). Determinacin de la viscosidad Saybolt y la viscosidad cinemtica. 27 de febrero del 2015, de Facultad de Ingenierias Fisioquimicas, Universidad Industrial Santander Sitio web: http://www.academia.edu/8962790/GU%C3%8DA_LABORATORIO_DE_FLUIDOS_PRACTICA_2_DETERMINACI%C3%93N_DE_LA_VISCOSIDAD_PROFESOR_C%C3%89SAR_AUGUSTO_PINEDA Muoz, C & Martnez, J . (2013). Viscosidad. febrero 27, 2015, de Facultad de Ingeniera, Universidad de Magallanes Sitio web: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/78/Informe_III.pdf Recuperado de: http://www.gisiberica.com/densimetr%EDa%20are%F3metros/fundamento_teorico.htm Cruz, J., Guevara, N., Garrido, S & Trujillo, A. ( 2010 ). Viscosimetro Saybolt. Recuperado de: http://es.slideshare.net/5880/saybolt

Apndice

Conversin viscosidad Saybolt (SSU) a viscosidad cinemtica Para una temperatura de 40 C

Para una temperatura de 100 C

Figura1. Relacin entre la viscosidad y temperatura del Aceite 20W50

Figura 2. Viscosmetro Saybolt

Figura 3. Materiales del laboratorio

METODO DE ENSAYO STANDARD PARA VISCOSIDAD SAYBOLT BASADO EN LA Norma ASTM D-88PASOS A SEGUIR:1-MUESTREO: utilice los mtodos descritos bajo las normas D-140 y D2702-PREPARACION DEL EQUIPO-Disponga el orificio universal para lecturas entre 32s y 1000s-Disponga el orificio Furol para t>25s-Limpieza del viscosmetro-Ubique el viscosmetro en un lugar apropiado-Coloque en posicin el fco. recibidor de 60ml.-Llene el bao con el medio de calentamiento, agua o aceite segn el caso-Agite y ajuste el control de temperatura as que no vare ms de 0.03 grados C.-Mantenga la temperatura ambiente entre 20-30 grados C. y regstrela.3-PROCEDIMIENTO3.1 Establezca las temperaturas del test standard a saber:SUS SFS70 grados F 21.1 grados C 77 grados F 25 grados C100 37.8 100 37.8130 54.4 122 50210 98.9 210 98.93.2 Inserte el tapn3.3 El ensayo puede agilizarse precalentando la muestra, pero no se acerque al flash point.3.4 Agite bien la muestra y filtre directamente sobre el viscosmetro hasta que el nivel rebase el anillo de sobreflujo- Vase la seccin de la cmara de muestra.Utilice malla 100Mesh (150 micrones)3.5 Agite la muestra en el viscosmetro, utilizando un termmetro. Cuando la temperatura permanezca constante hasta 0.03 grados C de la temperatura del ensayo, durante un minuto, retire el termmetro.3.6 Retire el exceso de muestra alrededor del anillo de sobreflujo, utilizando vaco.3.7 Verifique que el frasco recibidor est en posicin correcta.3.8 Retire el tapn e inicie la medicin del tiempo con el cronmetro.3.9 Registre el tiempo transcurrido hasta que el menisco del aceite alcance la marca sobre el frasco recibidor. Mida hasta 0.1 seg. Si el tiempo es menor a 200 s.4-CALCULOS:4.1-Multiplique el tiempo medido para el flujo , por el factor de correccin del viscosmetro.El factor de correccin se encuentra de la relacin entre la viscosidad Saybolt certificada y el valor medido con el aceite estndar a 37.8 grados C.Los aceites estndar se encuentran en el anexo A2 de la norma.4.2-Reporte el tiempo CORREGIDO , como la viscosidad Saybolt Universal ,SUSO viscosidad Saybolt Furol, SFS, a la temperatura a la cual se hizo la prueba y con una precisin de 0.1s o al segundo segn que el tiempo sea menor a 200 segundos o mayor a 200 segundos, respectivamente.OBSERVACIONIMPORTANTE:Otro mtodo fundamental para medir viscosidad cinemtica, aparece en la norma ASTMD-445.Existen otros tipos de viscosmetros, que permiten trabajar con una cantidad de muestra ms pequea, y se realiza con mucha rapidez, los cuales aparecenDescritos en la norma ASTM D-5-CONVERSIONES:Los mtodos de conversin de viscosidad cinemtica en unidades de CSt a Unidades SUS o SFS con las tablas correspondientes de conversin aparecen descritos en el mtodo ASTM- 2161. Se recomienda que la viscosidad cinemtica sea reportada en unidades CSt (Centistokes)