VISCOSÍM

ETRO C

AÍDA D

E

BOLA

MECÁNICA D

E FLU

IDOS

VISCOSÍMETRO CAÍDA DE BOLA

Cuando un cuerpo cae en un fluido bajo la sola influencia de la gravedad, se acelera hasta que la fuerza que lo jala hacia abajo (su peso) queda balanceada por la fuerza de flotación y la fuerza de arrastre viscoso que actúan hacia arriba. La velocidad que adquiere en ese momento se conoce como velocidad terminal. El viscómetro de caída de bola que se presenta en la figura 1.6 utiliza este principio, haciendo que una bola esférica

VISCOSÍMETRO CAÍDA DE BOLA

VISCOSÍMETRO CAÍDA DE BOLA

VISCOSÍMETRO CAÍDA DE BOLA

VISCOSÍMETRO CAÍDA DE BOLA

Este instrumento consiste en un tubo de vidrio ligeramente inclinado, con dos enraces separados acierta distancia en el se coloca el liquido, cuya viscosidad se desea determinar, luego se dejo caer dentro del tubo una villa de acero de diámetro conveniente o adecuado y se toma el tiempo que tarda en recorrer dicha distancia entre enraces. Así se puede conocer la velocidad de caída y con ayuda de la ecuación:

Se puede calcular la viscosidad desconocida, el esquema es el siguiente es:

VISCOSÍMETRO CAÍDA DE BOLA

Se conoce también como viscosímetro de bola y está diseñado para la medida de la viscosidad de líquidos no newtonianos. Se basa en la diferente velocidad de caída de un sólido esférico en el seno de un fluido como consecuencia del mayor o menor valor del coeficiente de fricción o viscosidad de éste.

Consta, como elemento fundamental, de un tubo de vidrio de paredes gruesas que lleva marcadas dos señales anulares en la proximidades de sus extremos y que a su vez está inserto en otro tubo mucho más ancho destinado a alojar agua circulante como medio termostático. El todo se encuentra dispuesto en posición ligeramente inclinada en un estativo análogo al de un microscopio y puede ser girado 180º alrededor de un eje perpendicular a ambos tubos.

VISCOSÍMETRO CAÍDA DE BOLA

El tubo interior se llena del líquido cuya densidad se desea conocer y a su través se deja caer una esfera de vidrio o de acero de la colección suministrada por el fabricante. Tras el cierre se hace girar el sistema de manera que la esfera escogida se deslice lentamente; el cierre va provisto de una pieza caza – burbujas para evitar la presencia de aire en el interior. Una vez constante la temperatura, se mide con un cronómetro que aprecie segundos el tiempo invertido por la bola para pasar entre un enrase y otro. Se repite la operación varias veces y el valor medio, t, se sustituye en la expresión que suministra el valor de la viscosidad absoluta

h = 2r2g (r - r’)t/9

en la que los símbolos poseen los siguientes significados: r, radio de la bola; g, aceleración de la gravedad; r y r’, densidades de la bola y del líquido respectivamente; t, tiempo de caída.

VISCOSÍMETRO CAÍDA DE BOLA

Este expresión es el resultado de igualar, en la situación de equilibrio aproximadamente estático del descenso de la bola, el valor de la resistencia de desplazamiento de Stokes, R=6p r h v, y la fuerza peso, m g = 4/3 p r3 g (r - r’) , corregida para el empuje de Arquímedes, siendo la velocidad v el cociente entre la distancia recorrida, l y el tiempo empleado, t. Es posible simplificar admitiendo constantes los valores de densidad de bola y espacio recorrido, resultando

h = k (r - r’) t

Para cada bola ha de emplearse, por tanto, un valor particular de k

El método de Hopper es muy preciso y se ha empleado frecuentemente en formas farmacéuticas, excipientes, productos naturales, mezclas líquidas, macromoléculas en disolución, etc.