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Laboratorio de Mecánica de Fluidos. lab105Pamplona, Colombia. 14 de Octubre de 2019

Determinación de viscosidad Castellanos Gonzales, Eider Jesús 1; Guillin Baldion, Melkin Steduar 1 1 Facultad de Ingenierías y Arquitectura, programa de Ingeniería Química. Laboratorio de Mecánica de Fluidos Universidad de Pamplona Resumen: En este estudio se realizó la determinación de la viscosidad de tres fluidos (kumis, aceite de cocina y suavizante para ropa) mediante la caída libre y toma del tiempo transcurrido de los fluidos a los recipientes. Palabras Claves: Viscosidad dinámica, fluido, tiempo, distancia y viscosidad cinemática Abstract: In this study, the viscosity of three fluids (kumis, cooking oil and fabric softener) was determined by freefall and by the time elapsed from the fluids to the containers. Key words: Dynamic viscosity, fluid, time, distance and kinematic viscosity

1. METODOLOGÍA 1.1.Materiales y reactivos

1.1.1. Materiales 3 Probetas de 50 mL, un cronometro y 3 vasos plásticos o recipientes perforados.

orificio en el centro del mismo diámetro que al inicio, estarían cerrado) cada uno. En tres buretas diferentes de 50 ml se dejaba caer los fluidos y se tomó el tiempo tres veces y a la vez, es decir, los tres fluidos se dejaron caer a la vez. RESULTADOS

1.1.2. Reactivos Aceite de cocina (el ideal), kumis y suavizante para ropa (suavitel).

1.2.Procedimiento Se agregó 30 ml de aceite, suavizante para telas y de kumis; en 3 vasos con agujeros del mismo tamaño y material (tenían un

2. ANÁLISIS DE RESULTADOS Antes de realizar la práctica se consultaron los valores de densidad relativa de cada fluido; en la metodología se eligieron aceite, suavizante y mayonesa, pero debido a que la mayonesa tiene una viscosidad alta no es útil para este experimento. por este motivo se cambió mayonesa por kumis, el cual fluye

Fluido Aceite Suaviz ante Kumis

t1 (s) 14 29

t2 (s) 15 35

t3 (s) 16 30

Xprom t (s) 15 31.3

11

10

12

11

Tabla 1. Datos obtenidos en la práctica de los fluidos

más fácilmente a través del orificio en la botella. Los valores de densidad reportados en la siguiente tabla son valores teóricos buscados por internet, los cuales son muy aproximados más no corresponden a la densidad real de los 3 fluidos:

1

Laboratorio de Mecánica de Fluidos. lab105Pamplona, Colombia. 14 de Octubre de 2019

Fluido Aceite1

Densidad (g/cm3) 0.925

Suavizante2

0.89

Kumis3

1.033 Tabla 2. Densidades de los fluidos Según los datos anteriores y nuestros conocimientos teórico-prácticos es razonable formular dos hipotesis las cuales luego más adelante se verificarán o refutarán con los cálculos y análisis de los resultados del experimento: HIPÓTESIS 1 La densidad del fluido es un carácter determinante de la magnitud de su viscosidad absoluta, a mayor densidad mayor viscosidad dinámica. HIPÓTESIS 2 Basados en este mismo argumento es predecible que la viscosidad absoluta de los 3 fluidos tenga el siguiente orden de menor a mayor: µsuavizante< µaceite< µkumis. La viscosidad cinemática relaciona la viscosidad dinámica con la densidad del líquido. Teniendo el valor de la viscosidad dinámica o absoluta se puede calcular la viscosidad cinemática de un fluido con la siguiente fórmula: 𝜗=

𝜇 𝜌

𝑒𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 1

Pero en el caso de nuestra practica por medio de la ecuación 2; determinada en un experimento similar al nuestro realizado en la universidad de magallanes, chile [4] considerada en la metodología a principio del informe, que es la siguiente: 3. 𝜗‖ 0,0022 ∗ 𝑡 − 1.80 𝑡

‖

relativa como la viscosidad cinemática de los fluidos mediante el siguiente despeje de la ecuación 1: µ= 𝝑 ∗ 𝝆 .se calculó la viscosidad absoluta para cada fluido, obteniendo los resultados de la siguiente tabla:

teórica

𝑒𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 2

Se determinó el valor correspondiente a la viscosidad cinemática, reemplazando t en la ecuación 2 como el tiempo promedio en el que cada fluido se en vacío dentro del recipiente, así, al conocer tanto la densidad

t3 Xpr 𝝑 (s om t (m2/s ) (s) ) Aceite 14 15 1 15 0.08 6 7 Suaviz 29 35 3 31. 0.01 ante 0 3 1 Kumis 11 10 1 11 0.13 2 9 Tabla 3. Tabla de resultados Fluido

t1 (s)

t2 (s)

𝝆 (kg/ m3) 925 890 1033

µ (kg/m. s) 80.475 9.79 143.58 7

Recordando nuestras hipotesis planteadas en el principio del análisis: Primero que la densidad del fluido es un carácter determinante de la magnitud de su viscosidad absoluta y segundo, basados en este mismo argumento es predecible que la viscosidad absoluta de los 3 fluidos tenga el siguiente orden de menor a mayor: µsuavizante