PRÁCTICA #1: DETERMINACIÓN DE LA VISCOSIDAD DE FLUIDOS

PRÁCTICA #1: DETERMINACIÓN DE LA VISCOSIDAD DE FLUIDOS

Rodriguez Moys Nicolle. Muñoz Leyton Kevin Alejandro. Vasquez  Chacón María José

Grupo 03

Universidad Icesi - Facultad de Ingeniería - Departamento de Ingeniería Bioquímica

Laboratorio de Fenómenos de transporte l

Santiago de Cali

Febrero de 2021

1. INTRODUCCIÓN

A nivel industrial es muy importante determinar las características y propiedades de las sustancias que se están empleando para poder establecer las condiciones de un proceso tales como la temperatura, la presión, el mezclado, entre otros factores. Una de las propiedades físicas más importantes es la viscosidad, dado que esta describe la resistencia que tienen los fluidos a fluir [1]. Gracias a esta información se puede calcular la potencia que requieren diferentes equipos para mover un fluido, como por ejemplo una tubería para así estar en al capacidad de definir qué tubería es la más adecuada y de este modo diseñar un biorreactor adecuado a cada situación, es por esto que la viscosidad se ha convertido en cierto modo en un parámetro de control y calidad para un proceso.

Gracias a la relación directa que tiene la viscosidad con el término de Esfuerzo cortante, representada por la letra τ, que se define como la fuerza requerida de una unidad de área de una sustancia para deslizarse sobre otra [2]. De acuerdo a lo anterior, es posible clasificar los fluidos en fluidos newtonianos y fluidos no newtonianos. El primero se refiere a los que su esfuerzo cortante es directamente proporcional a la rapidez de deformación y la magnitud del gradiente de velocidad no tiene ningún efecto en la magnitud de la viscosidad, mientras que el segundo se refiere a los que no tienen proporcionalidad entre el esfuerzo cortante y deformación, además son dependientes de un gradiente de velocidad y la condición del fluido [2].

El objetivo de esta práctica fue determinar la viscosidad de diferentes fluidos tanto newtonianos como no newtonianos tales como Carboximetilcelulosa (CMC), Aceite de Linaza y Glicerina con la ayuda de un viscosímetro de rotación.

1. METODOLOGÍA

El laboratorio entregó el viscosímetro rotacional Thermo Haake C. previamente ajustado para la evaluación de 3 sustancias, al cual se le realizó el autotest para empezar con el experimento.

Como primer sustancia a evaluar se utilizó  200 mL de carboximetilcelulosa CMC al 1%, en donde se escogió el spindle L3 empezando en la velocidad de rotación 100 rpm hasta 10 rpm, el spindle utilizado fue acorde a la sustancia, ya que el porcentaje de torque estaba en el rango sugerido (15% - 90%) como se observa en la tabla #1. Seguido de esto se evaluó 200 mL de Aceite de Linaza, empezando una evaluación con el spindle L2 a la velocidad de 100 rpm y terminando en 200 rpm, la evaluación con este spindle no se pudo continuar debido a que el % de torque a partir de 200 rpm y menor a 100 rpm no se encontraba en el rango sugerido, se intentó evaluar con el spindle L1 pero tampoco arrojaba datos congruentes al igual que con el spindle L4 como lo muestra la tabla #3.

De acuerdo a lo anterior se decidió cambiar de sustancia a 200 mL de glicerina junto con el spindle L3 empezando a la velocidad de 20 rpm y terminando en 100 rpm como lo muestra la tabla #2. Para concluir la práctica se lavó todo el material utilizado y se organizó en laboratorio.

1. RESULTADOS Y ANÁLISIS

3.1 Resultados

En vasos de vidrio altos se agregaron aproximadamente 200 mL de distintos tipos de sustancias (Glicerina, aceite de linaza y CMC al 1%), seleccionamos los spindles que consideramos más apropiados para realizar la determinación de la viscosidad para cada uno a diferentes valores de velocidad de rotación, teniendo en cuenta que los valores válidos serán aquellos cuyo porcentaje de torsión esté entre 15% y 90%.  

Los experimentos se llevaron a cabo a una temperatura ambiente de aproximadamente T=25ºC,

Se registraron los datos en las tablas presentadas a continuación:

Tabla 1. Datos experimentales obtenidos para  CMC al 1% utilizando el viscosímetro.

Tabla 2. Datos experimentales obtenidos para la glicerina utilizando el viscosímetro

Tabla 3. Determinación de la viscosidad para la sustancia  aceite de linaza.

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