Viscosidad Cinematica

Universidad Nacional Experimental del Táchira

Departamento de Ingeniería Mecánica

Núcleo de Termofluidos

Asignatura: Laboratorio de Mecánica de Fluidos

Código: 0121 L y 0622502L

Carrera: Ingenierías Mecánica, Industrial y Ambiental

Práctica III: Viscosidad cinemática e índice de viscosidad.

Objetivos específicos:

1. Definir la viscosidad cinemática de un fluido, sus dimensiones, unidades y factores de conversión.

2. Definir SSU, SSF e Índice de Viscosidad.

3. Describir el funcionamiento del viscosímetro Saybolt.

4. Determinar la viscosidad cinemática de un lubricante mediante el viscosímetro Saybolt y analizar el efecto de la temperatura sobre la viscosidad cinemática.

5. Determinar en forma analítica el Índice de Viscosidad de un lubricante y compararlo con el obtenido por Diagrama de Deany – Davis.

Fundamentos:

En la práctica anterior se estudió la viscosidad absoluta de los fluidos; ahora se define la viscosidad cinemática ( ) como el cociente entre la viscosidad absoluta y la densidad:

Ecuación 1

Viscosidad cinemática

: Viscosidad absoluta

Densidad

Un análisis dimensional de la ecuación 1 indica que la viscosidad cinemática tiene dimensiones de [ : longitud; : tiempo], por lo tanto las unidades de viscosidad absoluta son: en el Sistema Inglés y en el Sistema Internacional . Un sistema que se emplea con mucha frecuencia cuando se trabaja con viscosidad cinemática es el Sistema CGS o Cegesimal (centímetro-gramo-segundo), en el cual la viscosidad cinemática se expresada en Stoke (cm2/s) o Centistoke (cSt), siendo 100 cSt igual a un Stoke.

Equivalencias: 1 stoke = 0,0001 m2/s

La viscosidad cinemática al igual que la viscosidad absoluta depende de la temperatura a la cual se mide.

El viscosímetro Saybolt es un instrumento que permite conocer el valor de la viscosidad cinemática de fluidos a diferentes temperaturas, de esta manera, permite hallar el Índice de Viscosidad de un lubricante.

SEGUNDOS SAYBOLT UNIVERSAL (SSU): Es una medida de la viscosidad cinemática definida como el tiempo en segundos que demora en llenarse de fluido un matraz estándar de 60 ml cuando escurre el líquido por un orificio calibrado de 1/16” de diámetro interior.

Para calcular la viscosidad cinemática en cSt se utiliza la siguiente ecuación:

Ecuación 2

En fluidos altamente viscosos el valor de SSU se hace relativamente alto y se utiliza otra unidad de denominada Segundos Saybolt Furol.

SEGUNDOS SAYBOLT FUROL (SSF): Es una medida de la viscosidad cinemática definida como el tiempo en segundos que demora en llenarse de fluido un matraz estándar de 60 ml cuando escurre el líquido por un orificio calibrado de 1/8” de diámetro interior.

Para calcular la viscosidad cinemática en cSt se utiliza la siguiente ecuación:

Ecuación 3

Desarrollo de la práctica:

Para la determinación de la viscosidad Cinemática de un líquido se empleará el Viscosímetro Saybolt, el cual se presenta en la figuras 1 y 2. Este viscosímetro consiste en dos tubos cilíndricos en cuyos fondos poseen un orificio de 1/8 y 1/16 de pulgada, respectivamente. Estos tubos están rodeados por un baño de aceite a una temperatura dada, la cual es regulada por unas resistencias eléctricas; cuando la muestra en el tubo alcanza la temperatura de prueba, se mide el tiempo requerido para que el volumen de líquido contenido en el cilindro pase a través del orificio y llena el matraz de 60 ml.

Procedimiento Experimental:

1. Limpie los cilindros con el limpia-émbolos.

2. Accione los interruptores hacia la posición ON.

3. Con la tuerca del termorregulador suba o baje el anillo hasta seleccionar el nivel de temperatura deseado en el baño de aceite.

4. Coloque el selector de voltaje en posición H (high) para rápido calentamiento.

5. Introduzca la muestra de fluido en el cilindro hasta el nivel indicado, pero antes cerciórese de colocar el tapón en el orificio de salida para evitar derramamiento de la muestra.

6. Coloque el termómetro con su base sobre el cilindro y espere a que la muestra alcance la temperatura requerida.

7. Al estar la muestra a la temperatura requerida, coloque el matraz calibrado debajo del cilindro, retire el tapón y simultáneamente accione el cronómetro. Al llegar el nivel de fluido a la marca de referencia del matraz detenga el cronómetro; el tiempo en segundos de escurrimiento obtenido es el tiempo SSU si la prueba se hizo en el cilindro cuyo orificio de salida es 1/16 de pulgada o el tiempo SSF si se realizó en el cilindro cuyo orificio de salida es de 1/8 de pulgada.

Para realizar otra toma de lectura a una temperatura diferente es necesario:

8. Limpiar de nuevo el cilindro con el limpia-émbolo.

9. Lleve la tuerca del termorregulador

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