VISCOSMETRO ROTACIONAL

RESUMEN

Esta prctica se realiz para la determinacin de la viscosidad de un fluido, en este caso glicerina, mediante el instrumento que se utiliza para ello, viscosmetro rotacional HAAKE viscotester C. En el cual el fluido se puede someter a diferentes cambios de temperatura y velocidades de rotacin, los cuales alteran la viscosidad del fluido. Para determinar la viscosidad se tuvo en cuenta el husillo a utilizar, ya que el porcentaje del fondo de escala, deba estar entre el 15 y el 20%. Utilizamos el husillo L1 y L2, se pudo observar que el husillo ms recomendado era el L1, debido a que el husillo L2 nos arrojaba porcentajes de fondo de escala inferiores a 10%.Se pudo concluir que a mayor temperatura menor viscosidad debido al incremento de la velocidad de las molculas y, por ende, tanto la disminucin de su fuerza de cohesin como tambin la disminucin de la resistencia molecular interna al desplazamiento [1]; tambin se observ que a mayor movimiento aumenta la viscosidad, este comportamiento obedece a que est disminuyendo la distancia entre molculas y, en consecuencia, se est aumentando la resistencia de las molculas a desplazarse[2]. NRC33899

OBJETIVOS Determinar la viscosidad de la glicerina a distintas velocidades de rotacin y a diferentes temperaturas. Analizar como varia la viscosidad del fluido al aumentar su temperatura.MARCO TERICOLa viscosidad de un lquido es la oposicin que este presenta ante el flujo. Causada por grandes fuerzas intermoleculares que hacen que las molculas ejerzan grandes fuerzas de rozamiento unas sobre otras. Tal como en la tensin superficial la fuerza intermolecular se ven afectadas por la induccin de energa trmica, sin embargo hay lquidos que escapan a esta regla por la utilizacin de aditivos o por sus propiedades naturales. Entre ms cerca del centro superficial del lquido se encuentren las molculas ests fluirn con una relativamente menor viscosidad (fluirn con mayor facilidad). Los fluidos se pueden clasificar de acuerdo a diferentes caractersticas, de acuerdo con su comportamiento viscosos. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal, Fluidos newtonianos, fluido cuya viscosidad puede considerarse constante en el tiempo y Fluido no newtoniano es aquel fluido cuya viscosidad vara con la temperatura y la tensin cortante que se le aplica. Como resultado, un fluido no newtoniano no tiene un valor de viscosidad definido y constante.

VISCOSMETRO ROTACIONAL

El viscosmetro rotacional es un equipo para la determinacin de la viscosidad por el principio rotacional; consiste en la rotacin de un husillo sumergido en la muestra y una velocidad constante. La resistencia generada por el producto sobre el husillo es directamente proporcional a la viscosidad. Se trata de un equipo muy verstil utilizado en laboratorio de control de calidad y lneas de produccin industriales. El viscosmetro rotacional funciona por el pio de rotacin de un cilindro o bien un disco sumergido en el material que se debe probar, midiendo la fuerza de torsin necesaria para superar la resistencia viscosa de la rotacin. El cilindro o disco (husillo) esta acoplado con un muelle a un motor que gira a una velocidad determinada. El ngulo de desviacin del eje se mide electrnicamente dando a la medida de fuerza de torsin. A partir de las medidas de fuerza de torsin, da la velocidad del eje y de sus caractersticas, el viscosmetro nos da una lectura directa de la viscosidad en centipoises (mPa.s). El equipo dispone de varios husillos y de una gama amplia de velocidades, que permite medir viscosidades dentro de un intervalo grande. Para cualquier lquido de viscosidad determinada, la resistencia al avance crece proporcionalmente a la velocidad de rotacin de un husillo o del tamao del mismo. El viscosmetro est construido para tener en cuenta la velocidad seleccionada y el tipo de husillo seleccionado para dar los resultados en cP. Las combinacin de velocidades y husillo, permiten elegir una escala ptima para cualquier medicin, dentro de la gama del aparato.PROCEDIMIENTO

En esta prctica se determin la viscosidad de la glicerina a distintas velocidades de rotacin (10, 20, 50, 60 y 100 rpm) para as concluir si el sistema es newtoniano o no.Inicialmente se realiz la seleccin del husillo (L1 y L2), para que este fuera adecuado para todo el rango de velocidades, para esto se prosigui del siguiente modo: Con el sistema homogeneizado previamente montado, se introdujo el usillo en la glicerina de modo que el disco entrara de manera oblicua para evitar que atrapara burbujas de aire. Una vez mojado en el fluido se enrosco en el eje del viscosmetro sin forzarlo. Se baj la cabeza del viscosmetro girando el tornillo en el lado posterior derecho sumergiendo el usillo hasta la seal que tiene en el eje. Se encendi el viscosmetro En la pantalla se seleccion MEASUREMENTE y se pulso ENTER. Utilizando las teclas de subida y bajada se coloc en SP la referencia el usillo que esta puesto en el viscosmetro y se pulso ENTER, luego se introdujo la velocidad ms baja en el campo rpm y se pulso ENTER. Una vez introducidos los parmetros se puso en funcionamiento el viscosmetro pulsando ON El viscosmetro proporciono sucesivos valores de la viscosidad del sistema en mPa-s y junto a l indicara el porcentaje del fondo de escala, que se espera sea al menos superior al 15%. Cuando el viscosmetro media en condiciones poco apropiadas (inferiores al 15%) avisaba con un sonido repetitivo. Se observaron los valores y porcentajes que arrojaba el viscosmetro a diferentes velocidades (10, 20, 50, 60 y 100 rpm), y conforme se aumentaba la velocidad se observa un aumento en el porcentaje del fondo de escala. A causa de que el viscosmetro no proporciono valores de viscosidad a mayores velocidades fue necesario cambiar el usillo a uno de mayor nmero. Para cambiar el usillo se par la rotacin pulsando QUIT, se subi la cabeza del viscosmetro, se desenrosco el usillo y se sac completamente el usillo del lquido. Se coloc el nuevo usillo repitiendo el procedimiento realizado anteriormente. Tras haber encontrado el usillo correcto para la viscosidad y las velocidad manejadas se variaron las velocidades de revolucin de mesclador, haciendo pruebas con este en 0 rpm y en 1400 rpm, y se vari la temperatura observando el comportamiento de los datos reportados por el viscosmetro con estas variaciones.DATOS OBTENIDOSHusillo 1Temperatura ambiente: 27,3 CTemperatura placa: 90 C

RpmViscosidad mPa.s%

100.039,164,8

Temperatura ambiente: 27,3 CTemperatura placa: 170 C

Husillo 2Temperatura ambiente: 27,3 CTemperatura placa: 270 C

ANLISIS DE RESULTADOS

Con base en los datos arrojados, se determin que el husillo ms adecuado en este caso para el fluido que se quera analizar, la glicerina, era el L1, ya que este presento porcentajes de fondo de escala mayores a 10%, que pueden ser ms confiables al momento de conocer la viscosidad, al aplicarle un mayor nmero de rpm

La temperatura a la que se encuentra el fluido tambin es un factor determinante con relacin a la viscosidad, ya que a temperaturas ms altas la glicerina presenta menor viscosidad y el porcentaje de fondo de escala tambin disminuye.

En cuanto a la velocidad de rpm a velocidades ms altas se pueden tomar valores ms reales de la viscosidad y porcentajes de fondo de escala.

Por otro lado la velocidad de rotacin del husillo tambin influye en los valores arrojados por el equipo, ya que al utilizar el husillo L2 cuando se trabajaron velocidades mayores a las 100 Rpm, el equipo pitaba, lo cual nos sealaba que los valores del porcentaje de fondo de escala no eran adecuados, para obtener los pertinentes y adecuados resultados, y a medida que se disminua la velocidad de rotacin del husillo, el equipo ya no pitaba, como el porcentaje aumentaba un poco, lo cual nos mostraba que los valores ahora obtenidos eran ms acertados.CONCLUSIONES

Se identific el comportamiento de un fluido mediante una metodologa adecuada para la operacin de un viscosmetro rotacional y obtener as mediciones ptimas que lleven a la interpretacin de algn modelo matemtico expuesto obteniendo como resultado, que le glicerina es un fluido Newtoniano. Con esta prctica del viscosmetro rotacional pudimos concluir que la escogencia de husillo es sumamente importante a la hora de medir la viscosidad de un fluido ya que esta vara con respecto a la velocidad de rotacin del husillo y al tamao del mismo.Se dice que un fluido es no Newtoniano cuando la resistencia a fluir depende de la velocidad de deslizamiento. Por otro lado al aumentar la temperatura disminuye el grado de viscosidad de este fluido, lo cual se puede decir es un sistema inversamente proporcional o no proporcional.

BIBLIOGRAFIAhttp://yacimientosii.blogspot.com/2012/05/viscosidad-tension-superficial-e.html[1]http://yacimientos-de-gas-condensado.lacomunidadpetrolera.com/2009/04/factores-que-afectan-la-viscosidad.html[2]