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INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA DE ADMINISTRACIÓN INDUSTRIAL EXTENSIÓN VALENCIA- AMPLIACIÓN SAN JOAQUÍN

Determinación de la Viscosidad de un Aceite Lubricante empleado en Método Saybolt

Autor: Cordero Víctor C.I. 25.925.041 Dimas Fabiola C.I. 24.229.232 Romero Eric C.I.17.714.20 Izarra, Adonis C.I: 24.860.124 Facilitador: Ender J. Laya A. Sección: 01

Valencia, febrero de 2016

INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA DE ADMINISTRACIÓN INDUSTRIAL EXTENSIÓN VALENCIA- AMPLIACIÓN SAN JOAQUÍN

Determinación de la Viscosidad de un Aceite Lubricante empleado en Método Saybolt.

Resumen.

Es de vital importancia el conocimiento de las propiedades de los fluidos a estudiar ya que de ellos depende de manera directa la obtención de datos imprescindibles para el cálculo en un problema como lo es la viscosidad de un aceite o la densidad de una sustancia. La importancia de la práctica es el conocimiento que se va a adquirir sobre el Viscosímetro Saybolt, se conocerá como manipularlo y cuál es su uso, donde se estudiara un aceite lubricante con el fin de conocer, en un tiempo relevante, la exactitud de la densidad y la viscosidad de la misma. Se encontró una masa de muestra de 49,10gr, un volumen medido de 60ml y se determinó la densidad de la muestra que dio como resultado 0,81gr/ml.

Capítulo I Introducción Es de vital importancia el conocimiento de las propiedades de los fluidos a estudiar ya que de ellos depende de manera directa la obtención de datos imprescindibles para el cálculo en un problema como lo es la viscosidad de un aceite o la densidad de una sustancia Esta es una de las razones por la cual es necesario el conocer de dónde se obtienen estos datos de gran valor para el estudio de los fluidos ya que estos fueron obtenidos por experimentación ordenada. Por ejemplo para la obtención de la viscosidad de una sustancia se utiliza un instrumento conocido como viscosímetro y uno de ellos es el viscosímetro Saybolt del cual hablaremos más adelante. La importancia de la práctica es el conocimiento que se va a adquirir sobre el Viscosímetro Saybolt, se conocerá como manipularlo y cuál es su uso. El Viscosímetro Saybolt es un instrumento que permite conocer el valor de la viscosidad que presentan los fluidos, la intención con la que se realiza este trabajo es la de proporcionar un poco más de conocimiento y mostrar los métodos y procedimiento que utilizaremos en la práctica como: caracterización e identificación de la muestra de aceite lubricante, selección del orificio y temperatura de trabajo según el aceite, establecer la diferencia entre aceites naturales y sintéticos, conocer los efectos de la temperatura sobre la viscosidad y el comportamiento del aceite según el tipo y trabajar

utilizando los métodos y procedimiento tal cual lo contempla la norma ASTM D 88. Se puede decir que este informe juega un papel de gran importancia ya que nos permitió conocer e identificar los diferentes instrumentos o herramientas para el estudio de crudos y sus derivados, de la misma forma aprender por ensayo y error siempre mostrándonos las herramientas del buen uso de cada instrumento para evitar accidentes a nivel de laboratorio y en un futuro a nivel de empresa en nuestro campo laboral

El informe de laboratorio está estructurado de la siguiente manera: Introducción, contiene el planteamiento del problema, importancia, Objetivos, Objetivo General, guarda relación con la práctica y Objetivos Específicos, donde se explica paso a paso la realización de las mismas, Tabla de Materiales - Instrumentos, se presenta de manera detallada, correcta el uso y utilidad del material. Procedimiento, se presenta en forma descriptiva todos los procedimientos realizados en la práctica. Tabla de Datos, son tablas donde aparecen las variables a desarrollaron en la práctica, muestras y análisis de los resultados obtenidos en la práctica. Conclusión y recomendaciones dadas para una mejor realización de la práctica. Las Referencias Bibliográficas, son las fuentes consultadas y por último los anexos.

Objetivos de la práctica

Objetivo general Determinación de la viscosidad de un aceite lubricante empleado en método Saybolt.

Objetivos específicos Caracterizar e identificar una muestra de aceite lubricante. Trabajar con el Viscosímetro Saybolt y todos sus accesorios Seleccionar adecuadamente el orificio y temperatura de trabajo según el aceite. Establecer la diferencia entre aceite natural y sintético. Conocer los efectos de la temperatura sobre la viscosidad y el buen comportamiento del aceite según el tipo. Trabajar en el laboratorio utilizando métodos y procedimientos tal cual lo contempla la norma ASTDM D 88.

Tabla de materiales e instrumentos. Tabla N°1. Tabla de materiales e instrumentos de laboratorio.

Descripción Viscosímetro Saybolt Termómetro Copa Saybolt Cilindro graduado

Dimensión 4 orificios 400c 60ml 100ml

Uso Medir viscosidad. Medir temperatura. Tomar la muestra. Medir cantidades fijas

Cronómetro Muestra

S/D 100ml

de líquidos. Medir tiempo. (Lubricante): reduce la fricción entre dos

superficies móviles. Fuente: manual de prácticas y asesoramiento para la elaboración de informes técnicos del laboratorio de petróleo y gas. Autores: Corderos y otros, (2016). Comentario: En la tabla anterior se señalan los materiales e instrumentos a utilizar en la práctica de laboratorio.

Capitulo II

Procedimiento Se fijó una temperatura de 44,7°C del baño térmico de trabajo. Se pesó un beaker de 80ml en la balanza técnica arrojando un peso de 49,14gr. Luego se trasvaso la cantidad indicada de aceite lubricante (60ml) arrojando un peso de 49,10gr de muestra. De acuerdo a la calidad del aceite lubricante, se seleccionó el primer orificio con orientación derecha-izquierda. Ya seleccionado en puesto indicado para el caso, se colocó un tapón de goma a la salida del orificio y debajo del mismo la Copa Saybolt de 60 ml. Se vierte la totalidad de la muestra de aceite lubricante, mediante la aplicación de la técnica de trasvasado,

en el orificio seleccionado.

Sumergiendo un termómetro hasta llegar a una temperatura de 40°C de la muestra. Alcanzada

la

temperatura

de

trabajo

se

halo

el

tapón

y

simultáneamente se acciona el cronometro deteniéndolo cuando la totalidad de la muestra haya descendido, alcanzando un tiempo de 1:47seg. Finalmente, se determina la masa de muestra (49,10gr) con el volumen medido (60ml) y se determinó la densidad de la muestra (0,81gr/ml).

Tabla de Datos Tabla N° 2. Caracterización de la muestra Identificación

Aceite lubricante.

Procedencia

Laboratorio de Petróleo y Gas.

Día

Lunes.

Fecha

01/02/2016

Hora

9:30am

Estado

Liquido.

Aspecto

Característico.

Color

Amarillo.

Olor

Característico.

Cantidad de Muestra

946cm3.

Fuente: Manual de prácticas y asesoramiento para elaboración de Informe Técnicos del Laboratorio de Petróleo y Gas. (2013) Autores: Cordero, y otros (2016) Comentario: en la tabla anterior se presentan la caracterización de la muestra, llevando una anotación de las características más importantes de las mismas como el color, olor, densidad, entre otros.

Tabla N°3 Descripción de Equipos e Instrumentos

Descripción

Viscosímetro Saybolt.

Uso

Medir viscosidad

Código

Interno: LABPET-121

Marca

LAB-Line

Modelo

1512

Serial

0401-5258

Fabricante

S/D

Rango de trabajo

60°F a 220°F

Unidad de trabajo

S/D

Fuente: Manual de prácticas y asesoramiento para elaboración de Informe Técnicos del Laboratorio de Petróleo y Gas. (2013) Autores: Cordero, y otros (2016) Comentario: en la tabla anterior se muestran los procesos y característica de los equipos e instrumentos a través de los siguientes criterios.

Tabla N°4. Densidad de la muestra Muestra

Masa

Volumen

Densidad

Aceite lubricante.

49,10gr

60ml

0,81gr/ml

Fuente: Manual de prácticas y asesoramiento para elaboración de Informe Técnicos del Laboratorio de Petróleo y Gas. (2013) Autores: Cordero, y otros (2016) Comentario: en la tabla anterior se dará a conocer la determinación de la densidad como también obtendrá la fórmula para conocer la masa y volumen de cada muestra utilizada en el laboratorio.

Tabla N°5. Calculo de Errores Rango Instrumento

Beaker

Capacidad

nominal

80ml

40ml

Apreciación

8ml

Error

Error

Absoluto

Relativo

4%

5%

Fuente: Manual de prácticas y asesoramiento para elaboración de Informe Técnicos del Laboratorio de Petróleo y Gas. (2013) Autores: Cordero, y otros (2016) Comentario: En la tabla anterior se muestra la determinación de los errores que se comenten en las prácticas de laboratorio.

Muestra de Cálculos Fórmulas de Cálculos de Errores:

RT: Rango de Trabajo

RT: Capacidad de instrumento

RN: Rango Nominal

RN: LM-lm

APRE: Apreciación

APRE: RN N/div

EA: Error Absoluto

EA:

Apre 2

ER: Error Relativo

ER:

EA Valor Real

Cálculos de Error del Beaker 80 ml

RT: 80 ml RN:

60 - 20 = 40 ml

APRE: 40/5 = 8 ml EA: 8/2= 4% ER: 4/80 x 100 = 5% Transformación de unidades SSU a Cst

  SSU / 4.6347 V= 107 SSU/ 46347 = 23,08 Cst.

X100

Capitulo III Análisis de los Resultados Viscosidad Del aceite Lubricante

Segundos Saybolt Universal (SSU) 107 SSU

Centistoke 23,08 cSt Análisis

En la determinación de la viscosidad del aceite lubricante se obtuvieron varios resultados, señalando y caracterizando la viscosidad del lubricante. Con el Viscosímetro Saybolt Calentando la muestra a una temperatura de 40°C, se tomó el tiempo en que duro en descender la muestra, teniendo un resultado de 107 Segundos Saybolt Universal, se transformó las unidades a Centistoke arrojando un resultado de 23,08 Cst. Así mismo se obtuvo resultado de los cálculos realizados para conocer el margen de error del Beaker 80 ml, obteniendo que el error absoluto es de un 4% y el error relativo es de un 5%.

Capitulo IV

Conclusión Con la practica anterior se aprendió como poder determinar, calcular u obtener la viscosidad de un aceite lubricantes utilizando el Viscosímetro Saybolt, permitió conocer la viscosidad del aceite en segundos saybolt universal. Este estudio se realizó con la finalidad, de conocer y aprender más sobre los diferentes instrumentos que hay en el laboratorio de petróleo y gas. De igual forma

permitiendo el crecimiento en los estudiantes T.S.U en

tecnología de Petróleo. Así mismo se concluyó que la Viscosidad del lubricante puede variar según a la temperatura en que se encuentre.

Recomendaciones. Trabajar con todos los equipos de protección personal, como bata, guantes, botas y tapa boca.

Estudiar los instrumentos que se van a utilizar en la práctica antes de trabajar con ellos.

Estar atentos en la práctica y concentrarse para evitar algún error de paralaje, que no es un error asociado por el instrumento sino que viene dado por el usuario que ejecuta la lectura, ya que las instrucciones del profesor y las orientaciones que aparecen en el manual son fundamentales para alcanzar el éxito en tu trabajo.

Leer con atención los rótulos o etiquetas de los frascos antes de usar su contenido.

Utilizar siempre la cantidad de sustancia sugerida.

Referencias (Viscosímetro Saybolt, 27/01/2016) http://www.scribd.com/doc/91101157/Viscosimetro-Saybolt#scribd (Termómetro, 27/01/2016) http://definicion.de/termometro/#ixzz3yNGgcDgR (Cilindro Graduado, 27/01/16) http://www.ecured.cu/Cilindro_Graduado (Aceite Lubricantes,27/01/2016) http://www.monografias.com/trabajos82/control-calidad-aceiteslubricantes/control-calidad-aceites-lubricantes.shtml#ixzz3yPw82ogQ

Anexos

Viscosidad vs Temperatura

120 100 80 60 40 20 0

Viscosidad SSU

Temperatura °C

La variación de la temperatura tiene consecuencias importantes sobre el valor de la viscosidad. Típicamente, se considera que la viscosidad varía en un 2% por grado Celsius. Cuando aumenta la temperatura se aceleran todos los procesos químicos y enzimáticos en el aceite de fritura provocando alteraciones en el aceite. Las alteraciones que se originan provienen de la hidrólisis debida a la humedad, de la oxidación debida al oxígeno del aire, es decir el aceite se torna más denso. La viscosidad: Es una propiedad física característica de todos los fluidos que emerge de las colisiones entre las partículas del fluido que se mueven a diferentes velocidades, provocando una resistencia su movimiento. Cuando un fluido se mueve forzado por un tubo, las partículas que componen el fluido se mueven más rápido cerca del eje transversal del tubo, y más lentas cerca de las paredes. Por lo tanto, es necesario que exista una tensión cortante (como una diferencia depresión) para sobrepasar la resistencia de fricción entre las capas del líquido, y que el fluido se siga

moviendo por el tubo. Para un mismo perfil radial de velocidades, la tensión requerida es proporcional a la viscosidad del fluido. Viscosidad Absoluta: es una propiedad de los fluidos que indica la mayor o menor resistencia que estos ofrecen al movimiento de sus partículas cuando son sometidos a un esfuerzo cortante. Viscosidad

Cinemática:

Como

una

convención,

la

viscosidad

cinemática, se define como el cociente entre la viscosidad dinámica de un fluido y su densidad. Debido a que la viscosidad dinámica y la densidad son propiedades del fluido, la viscosidad cinemática también lo es. La expresión matemática para la viscosidad cinemática es: µ es la viscosidad dinámica y es la densidad del fluido. el índice de viscosidad es una medida de la variación de la viscosidad de un lubricante con la temperatura. No se determina experimentalmente como la viscosidad sino se calcula mediante ecuaciones a partir de la viscosidad del aceite a 40°C y a 100°C. Es un valor adimensional, es decir no tiene unidad. Un lubricante con un índice de viscosidad alto indica que su viscosidad varía poco con la temperatura. Aquellos cuyo índice de viscosidad esté entre 90 y 110 son clasificados como un lubricante de alto índice de viscosidad. El viscosímetro Saybolt consiste esencialmente de un tubo cilíndrico de bronce en cuyo fondo está un orificio de dimensiones específicas. El tubo de bronce es rodeado por un baño a temperatura constante. Cuando la muestra en el tubo alcanza la temperatura de la prueba, se mide el tiempo requerido para que 60ml del líquido pasen a través del orificio.

La muestra se recoge en un frasco estándar calibrado llamado Picnómetro La unidad de medida es el tiempo en segundos requeridos para que 60 ml de un fluido fluyan a través del orificio a una temperatura dada. Esto es reportado como segundos Saybolt universal (sus). Por ejemplo: 350 sus a 100ºf. El viscosímetro Saybolt Furol: Utiliza el mismo principio que el universal, excepto que es diseñado con un orificio más grande para adaptarse a fluidos más viscosos.