Introducción A Lubricantes

Introducción A Lubricantes.@

Introducción a la Teoría de la Lubricación

Cuando un elemento de máquina está soportado ó conducido por un segundo elemento en general, y hay un movimiento relativo entre ellos, de tal forma que las superficies en contacto deslizan una sobre la otra, una cierta cantidad de energía será utilizado en vencer la fuerza debido al rozamiento, y si las superficies se tocan entre sí, existirá elevación de temperatura,y un desgaste rápido y pronunciado de éstas, con peligro de deformación, arrastre de material, avería, etc. A fin de reducir el rozamiento, disminuir el desgaste y evitar averías, se coloca entre ambas superficies una sustancia formando un colchón o película que las mantenga separadas, y que al mismo tiempo tenga muy bajo índice de rozamiento. Esta sustancia recibe el nombre de lubricante, siendo por lo general líquido o pastoso. De esta manera se reemplaza el rozamiento entre sólido-sólido por otro entre sólido-líquido o pastoso. En estas condiciones, se dice que los elementos trabajan lubricados.La principal función de un lubricante, es entonces, formar una película que separe los componentes en movimiento, reduciendo el rozamiento y el desgaste.

Tipos de lubricantes

Lubricante es toda substancia que forma una película entre las superficies rozantes de sólidos, impidiendo en cierto grado el contacto directo de éstas entre sí.

Los lubricantes pueden ser líquidos, sólidos y gaseosos. Entre los líquidos se cuenta el agua, los aceites lubricantes, etc. Como lubricantes sólidos se tiene la grasa (pastoso), el grafito, disulfuro de molibdeno, etc. Los lubricantes gaseosos como el aire, trabajan a presión y en muchos casos en compartimentos estancos.

Las principales características de un lubricante son:

Su viscosidad

La capacidad de formar película

La consistencia en el caso de las grasas.

Viscosidad

Es una de las propiedades más importantes de un fluido, siendo la resistencia que presenta el mismo a fluir. Un fluido de baja viscosidad, en las mismas condiciones de presión y temperatura, fluirá más fácilmente que otro de mayor viscosidad. Se la define como el frotamiento interno entre las moléculas del fluido cuando deslizan una sobre otras. Cuanto mayor es este movimiento relativo, tanto mayor es la resistencia interna que ofrece el lubricante. Por causa de la viscosidad es necesario ejercer una fuerza para obligar a una capa líquida, en un movimiento laminar, a deslizar sobre otra, o para obligar a una superficie a deslizar sobre otra cuando hay una o capa líquida entre ambas. La fuerza necesaria para deslizar una superficie o capa líquida sobre otra, es una medida del frotamiento interno del fluido o de su resistencia al cizallamiento.

El concepto de viscosidad es el principio guía en la recomendación de un lubricante

Existen diversas unidades para definir la viscosidad, siendo las más utilizadas las descriptas a continuación:

Viscosidad absoluta: Representa la viscosidad dinámica del líquido y es medida por el tiempo en que tarda en fluir a través de un tubo capilar a una determinada temperatura. Sus unidades son el poise o centipoise (gr/SegCm), siendo muy utilizada a fines prácticos.

Viscosidad cinemática: Representa la característica propia del líquido desechando las fuerzas que genera su movimiento, obteniéndose a través del cociente entre la viscosidad absoluta y la densidad del producto en cuestión. Su unidad es el stoke o centistoke (cm2/seg).

Viscosidad Cinemática (CSt) = Viscosidad Absoluta / Densidad

http://www.unav.es/adi/UserFiles/File/4000005038/cap1Introduccio%20a%20la%20lubricacion.pdf

Viscosidad en los líquidos.

Los diferentes líquidos tienen distintas propiedades. Una de estas propiedades es la viscosidad, la resistencia del líquido a fluir. El agua, la leche y el jugo de frutas son comparativamente líquidos y fluyen con más facilidad que los fluidos más espesos y más viscosos como la miel, el jarabe de maíz, el champú o el jabón líquido.

La viscosidad es una propiedad importante de los fluidos de perforación. Un fluido más viscoso tiene mejor capacidad para suspender los detritos de la roca y transportarlos hacia la superficie. Sin embargo, se necesita más presión para bombear los fluidos muy viscosos, provocando un desgaste natural adicional del equipo de perforación. Además, los fluidos viscosos son más difíciles de separar de los detritos.

Una manera de probar la viscosidad de un líquido es observando cuánto tarda un objeto para hundirse en ese líquido. También puedes comparar las viscosidades comparando los diferentes tiempos de hundimiento para los diferentes líquidos.

La practica de viscosidad es una practica muy importante en el sentido industrial debido a que esta se fundamenta mucho en leyes físicas y químicas que nos permite entender porque tal compuesto es mas espeso que otro, o porque un compuesto es utilizado como lubricante, etc.

El saber cuan viscoso es una solución nos permite saber por ejemplo su peso molecular, es decir podemos determinar el peso molecular de una solución desconocida gracias al método de viscosidad. El poder estudiar la viscosidad de una sustancia nos ayuda a concluir cuanto varia con respecto a la temperatura, si es mas viscoso o menos viscoso, etc.

El conocimiento de la viscosidad de un liquido nos ayuda en el área de mecánica de fluidos ya que podemos saber que tipo de liquido es importante y porque usarlo en tal maquina para que esta funcione en optimas condiciones. O porque usar tal lubricante para carro a tal temperatura y porque no usar otro. O tal vez en las bebidas como las cervezas, ya que la viscosidad influye mucho en el gusto de la persona, etc. En fin el conocimiento de la viscosidad trae consigo muchas conclusiones que pueden llevar al éxito de una empresa.

3. PRINCIPIOS TEORICOS

3.1 VISCOSIDAD:

Los gases y los líquidos tienen una propiedad conocida como la viscosidad, la cual se puede definir como la resistencia a fluir ofrecida por un liquido, resultante de los efectos combinados de la cohesión y la adherencia. La viscosidad se produce por el efecto de corte o deslizamiento resultante del movimiento de una capa de fluido con respecto a otro y es completamente distinta de la atracción molecular. Se puede considerar como causada por la fricción interna de las moléculas y se presenta tanto en gases ideales como en líquidos y gases reales.

3.2 VISCOSIDAD DE LOS LIQUIDOS:

Los líquidos presentan mucha mayor tendencia al flujo que los gases y, en consecuencia, tienen coeficientes de viscosidad mucho mas altos. Los coeficientes de viscosidad de los gases aumentan con la temperatura, en tanto que los de la mayoría de líquidos, disminuyen. Asimismo se ha visto que los coeficientes de viscosidad de gases a presiones moderadas son esencialmente independientes de la presión, pero en el caso de los líquidos el aumento en la presión produce un incremento de viscosidad. Estas diferencias en el comportamiento de gases y líquidos provienen de que en los líquidos el factor dominante para determinar la viscosidad en la interacción molecular y no la transferencia de impulso.

La mayoría de los métodos empleados para la medición de la viscosidad de los líquidos se basa en las ecuaciones de Poiseuille o de Stokes. La ecuación de Poiseuille para el coeficiente de viscosidad de líquidos es:

donde V es el volumen del liquido de viscosidad que fluye en el tiempo t a traves de un tubo capilar de radio r y la longitud L bajo una presión de P dinas por centímetro cuadrado. Se mide el tiempo de flujo de los líquidos, y puesto que las presiones son proporcionales a las densidades de los líquidos, se puede escribir como:

Las cantidades t1 y t2 se miden mas adecuadamente con un viscosímetro de Ostwald. Una cantidad definida de liquido se introduce en el viscosímetro sumergido en un termostato y luego se hace pasar por succión al bulbo B hasta que el nivel del liquido este sobre una marca a. Se deja escurrir el liquido el tiempo necesario para que su nivel descienda hasta una marca b y se mide con un cronometro. El viscosímetro se limpia, luego se añade el liquido de referencia y se repite la operación. Con este procedimiento se obtienen t1 y t2 y la viscosidad del liquido se calcula con la ecuación anterior.

3.3 INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA:

El efecto de la temperatura sobre la viscosidad de u liquido es notablemente diferente del efecto sobre un gas; mientras en este ultimo caso el coeficiente aumenta con la temperatura, las viscosidades de los líquidos disminuyen invariablemente de manera marcada al elevarse la temperatura. Se han propuesto numerosas ecuaciones que relacionan viscosidad y temperatura como por ejemplo:

donde A y B son constantes para el liquido dado; se deduce que el diagrama de log() frente a 1/T seta una línea recta. Se pensó en otro tiempo que la variación de la fluidez con la temperatura resultaría mas fundamental que la del coeficiente de viscosidad; pero el uso de una expresión exponencial hace que la opción carezca de importancia.

3.4 DENSIDAD:

Se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. La densidad de un cuerpo esta relacionado con su flotabilidad, una sustancia flotara sobre otra si su densidad es menor.

La gravedad especifica o densidad relativa esta definida como el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua destilada a 4 °C. Se representa la gravedad especifica (Ge) y también se puede calcular utilizando cualquier relación de peso de la sustancia a peso del agua.

3.5 PICNOMETRO:

Es

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