Lab viscosidad

INFORME DE LABORATORIO DE PRUEBAS DE VISCOSIDAD

INTEGRANTES
Kevin Adrián Camargo
Juan Felipe Capacho U00
Giselle Marian Cruz
Sergio Andrés Jaimes
Daniel Felipe Mayorga

INTRODUCCIÓN

EQUIPOS A UTILIZAR

El equipo a utilizar en el laboratorio fue el viscosímetro Brookfield  DV2TLV:

Es un viscosímetro programable que utiliza el principio de la viscosimetría rotacional para medir la viscosidad a partir del torque que produce el movimiento de las agujas inmersas en un líquido, trabajando en un rango de RPM de desde 0,1 a 200 RPM con mediciones de µ de 15 a 6.000.000 cP. El equipo cuenta con un certificado de calibración con fecha de 21 de junio de 2016 realizado por la empresa TECNILAB SANTANDER.[pic 2]

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Viscosidad (µ): Es la resistencia de un fluido a deformarse debido a las fuerzas de adherencia que tienen unas moléculas de un líquido o fluido con respecto a las otras moléculas del mismo líquido. A mayor viscosidad, más espeso es el fluido; y a menor viscosidad, menos espeso, siendo ésta una característica exclusiva de los fluidos en movimiento.
[pic 3]

T: torque
ℓ: longitud del borde del recipiente a la aguja rotatoria

A: superficie en que actúa la F

V: velocidad

w: velocidad angular

Ley de viscosidad de Newton: La ley establece que para ciertos fluidos el esfuerzo cortante sobre una interfaz tangente a la dirección de flujo, es proporcional a la tasa de cambio de la velocidad con respecto a la distancia, donde la diferenciación se toma en una dirección normal a la interfaz.
[pic 4]

µ: viscosidad
τ: esfuerzo cortante

Esfuerzo cortante (τ): Es la fuerza por unidad de superficie requerida para mantener una velocidad constante de movimiento de un fluido. 
[pic 5]

F: fuerza de corte
A: superficie en que actúa la F

Densidad (ρ): Es una magnitud vectorial referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia, siendo la razón entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.
[pic 6]

m: masa del fluido

v: volumen que ocupa

• Incertidumbre (𝒰): Es el parámetro asociado con el resultado de una medición, que caracteriza la dispersión de los valores que podrían ser razonablemente atribuidos al valor a medir.

[pic 7]

• : incertidumbre de las mediciones, hallada con la distribución t-student:[pic 8]

[pic 9]

δ: desviación estándar
n: número de pruebas

: incertidumbre del equipo, obtenida  con el rango de viscosidad:
[pic 10][pic 11]

• Incertidumbre de viscosidad (𝒰):

[pic 12]

• : incertidumbre de torque[pic 13]

: incertidumbre de área:
[pic 14][pic 15]

D: diámetro aguja
L: largo de la aguja

: incertidumbre del radio:
[pic 16][pic 17]

• : incertidumbre longitud[pic 18]

: incertidumbre vel. Angular:
[pic 19][pic 20]

Derivación estándar (δ): Es la medida de dispersión más común, que indica qué tan dispersos están los datos con respecto a la media. Mientras mayor sea la desviación estándar, mayor será la dispersión de los datos.
[pic 21]

: conjunto de datos
: media de los datos
N: número de datos
[pic 22][pic 23]

• Distribución t-student: Es una distribución de probabilidad que surge del problema de estimar la media de una muestra cuando la cantidad de datos es menor a 30. Generalmente el valor es tomado de tablas, por lo que al tomar un nivel de confiabilidad del 90%, nuestro valor de t-student es 1,38.
  
• Rango de viscosidad (FSR):

[pic 24]

Tk: constante de torque del equipo (0.09373)
SMC: constante de la aguja (640)
RPM: revoluciones por minuto

• Límites de viscosidad:

• [pic 25]
• [pic 26]

• Torque:

[pic 27]

%T: medición experimental del viscosímetro.
: 0,0673 miliN*m
[pic 28]

RESULTADOS

Para nuestro laboratorio utilizamos como sustancia el Shampoo marca Elvive, con las siguientes características:

• Viscosidad (µ) = 4100 cP
• Volumen (v) =600 ml
• Masa (m) = 196,188 gr
• Densidad (ρ) = 0,979 gr/ml

Se hizo la selección de la aguja LV-4 (64) para medir la viscosidad del shampoo teniendo en cuenta el rango de viscosidad permitido por esta aguja. Los resultados obtenidos a una temperatura ambiente de 24,9° y variando las RPM son:

Tabla 1. Resultados de medición de viscosidad a 100 RPM

...