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• Lucas Andres Yanac Durand

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

Facultad de Ingeniería Mecánica Energía Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica

VISCOSIDAD CINEMATICA Curso : Laboratorio de Mecanica de Fluidos I Profesor : Jaime Alumnos:

Ing. FLORES SANCHEZ

 Ninasque Portuguez Oscar Jesus  Meneses Samaniego Chanel  Flores Palomino Daniel  Carrillo Quezada Dinel

0

Bellavista – Callao

2007

INDICE

Indice

………………………….01

Simbología

………………………….02

Introducción.

………………………….03

Objetivo.

………………………….03

Marco teórico

………………………….04

Esquema del equipo.

………………………….05

Procedimiento de experiencia

………………………….06

Tabulación de datos.

………………………….06

Modelo de cálculo.

………………………….06

Tabulación de resultados.

………………………….07

Gráficos.

………………………….08

Conclusiones

………………………….08

recomendaciones.

………………………….08 1

Bibliografía

………………………….09

SIMBOLOGIA IV

índice de viscosidad

ºC

grados Celsius

ºF

grados farenjei

ºE

Grado Engler

SSU Saybolt universal ‫ע‬

viscosidad cinemática

t

tiempo de escurrimiento del fluido

A

constante del viscosímetro Engler

B SAE

constante del viscosímetro Engler grado de viscosidad en el sistema técnico

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INTRODUCCIÓN El siguiente ensayo sobre lubricación nos sirve para poder identificar en primer instante el índice de viscosidad que nos indica la calidad del aceite, también el tipo de aceite SAE . Con estos parámetros podemos elegir con gran facilidad el tipo de aceite para la maquina a utilizar ya sea por su uso o por su antigüedad.

OBJETIVOS  Determinar la viscosidad cinemática de una muestra de lubricante y analizar su variación con la temperatura; mediante el uso del viscosímetro de Engler.  Evaluar el grado SAE del lubricante  determinar su Indice de viscosidad.

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MARCO TEORICO La viscosidad es una medida de la fluidez a temperaturas definidas. Hay diferentes métodos para determinar la viscosidad cinemática, el método mas común es de medir el tiempo de fluidez que necesita una cantidad definida de aceite a una temperatura determinada para fluir por un orificio patrón. La viscosidad se expresa entonces en función del tiempo requerido para este proceso. El instrumento para medir la viscosidad se llama viscosímetro, en el laboratorio se usa el “viscosímetro de Engler” para probar los aceites, siendo la cantidad medida y especificada como 200cc de muestra. Siendo la unidad empírica de la viscosidad el Grado Engler (ºE). Grado SAE.- es el sistema usado para la clasificación del aceite, establecido por la sociedad de ingenieros Automotrices (SAE), en los Estados Unidos de Norte América (propiedad). Los grados SAE para lubricantes en motores de combustión interna , constituyen una clasificación solo en termino de viscosidad. Algunos aceites con curvas viscosidad – temperatura planas, queden dentro de los limites de dos grados SAE, por ello se llama aceite multigrado o de grado múltiple (para preparar estos lubricantes multigrado se utiliza aceites básicos seleccionados o se adicionan mejoras del indice de viscosidad. Indice de viscosidad (IV) (calidad) Es un sistema para expresar las tasas de cambio de la viscosidad de un aceite según los cambios a la temperatura. Los aceites lubricantes ,como otros líquidos tienen a adelgazarse o volverse menos viscosos cuando son calentados y a engrosarse o volverse mas viscoso cuando se enfrían. Algunos aceites varían poco su viscosidad con la temperatura y son conocidos COMO ACEITES DE ALTO INDICE DE VISCOSIDAD.

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TIPOS DE VISCOSÍMETROS USADOS: TPOS DE VISCOSOMETRO ENGLER SAYBOLT UNIVERSAL SAYBOLT FUROL REDWOOD Nº 1 REDWOOD Nº 2

VOLUMEN (CC) 200 60 60 100 100

A

B

0.00220 0.00226

1.35 1.95

0.0026 0.027

1.72 2.00

Aspecto técnico: En la actualidad los laboratorios de las grandes firmas de lubricantes, en el manejo de control de calidad para el análisis de muestra de lubricantes, se utiliza el viscosímetro Saybolt Standard Universal. Este viscosímetro sirve para probar y determinar la viscosidad de los lubricantes de petroleo Entre 100º F a 210º F y los resultados se expresan en segundos Saybolt universal(SSU). Ejemplo: 1500 SSU: se interpreta como 1500 segundos de escurrimiento de una muestra normalizada de 60cc,del hecho en un viscosímetro Saybolt universal(SSU).

ESQUEMA DEL EQUIPO  VISCOSÍMETRO Engler.- Consta de un recipiente cilíndrico de latón de 106mm de diámetro interior y de fondo esférico, que desagua un tubo de 2.5mm de diámetro y 20mm de longitud, que se cierra mediante un abturador.  Probeta de 200cc.  Termómetro . 5

 Cronometro.

PROCEDIMIENTO    

Se instala el equipo conveniente , conociendo las pautas necesarias sobre su funcionamiento. Se toma como el termómetro dentro del recipiente, para luego controlar el tiempo de escurrimiento de la muestra el cual es recibido en una probeta. Tomar temperaturas de 30 a 100ºc. Para cada juego de datos se obtiene una temperatura con su respectivo tiempo de escurrimiento.

Tabulacion de datos Viscosidad Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

T(seg) 82 95 109 122 137 156 186 217 252 292

T(ºC) 91 81 72 66 62 58 54 50 47 44

6

11 12 13

344 408 455

42 39 36

Modelo de calculo Con los tiempo determinados en la experiencia determinar los grados Engler(ºE); según la formula: 1. ºE =Tiempo de escurrimiento de la muestra (200cc) Tiempo de escurrimiento del agua (200cc) a 20º C El denominador se puede tomar como valor aproximado de 48.5sg. 2. Determinar la viscosidad cinematica mediante la formula UBBELOHDE: ‫( ע‬cm2) = 0.0731ºE- 0.0631 seg. ºE

de

3. Asimsmo determinar la vuiscosidad cinematica utilizando la ecuación general experimental: ‫( ע‬cm2) = A*t - B seg t

Donde A = 0.0022 y B = 1.35 (viscosímetro Engler) Comparar los resultados de las ecuaciones (2) y(3) Remplazando los valores de la Viscosidad cinematica obtenidas de la ecuación (2) ; en la ecuación (3) se determina los SEGUNDOSSAYBOLT UNIVERSAL : T =SSU 4. para la determinación del grado SAE utilizar la tabla ASTM D – 39 (Abaco A); en la cual se graficasra las siguientes temperaturas de la muestra, como sus correspondientes viscosidades,segundos Saybolt universal. 5. La determinación del índice de viscosidad, se hará en forma analítica o grafica; tomando como referencia temperaturas de 38 y 100ºC(Tabla – A3).

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Tabulación de resultados ºN

T (ºC)

t(seg)

ºE

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

91 81 72 66 62 58 54 50 47 44 42 39 36

82 95 109 122 137 156 186 217 252 292 344 408 455

1.6907 1.9588 2.2474 2.5155 2.8247 3.2165 3.8351 4.4742 5.1959 6.0206 7.0928 8.4124 9.3814

   

‫(ע‬cm2/seg) t(SSU) 0.0863 0.1109 0.1362 0.1588 0.1841 0.2155 0.2639 0.3129 0.3677 0.4296 0.5096 0.6074 0.6791

51.2100 60.5444 70.6007 79.8652 90.4649 103.8663 124.8688 146.4183 170.7305 198.3662 234.2559 278.2959 310.6571

Determinar el grado SAE de la muestra . Determinar el índice de viscosidad. Mencionar las propiedades Físico – Químico del aceite y citar sus aplicaciones. Adjuntar catálogos de información Técnica si es necesario.

 Tipo de SAE 30.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Primeramente se constata que mayor temperatura de los aceites se vuelve menos viscosos poseen mayor fluidez y se hacen menos densos. 8

Existen muchos errores ya sea en la medicion del tiempo ,en la lectura de la temperatura al hallar el grado SAE según el grafico. Con el nomograma se obtuvieron valores teóricos cercanos a los valores experimentales, por lo que los porcentajes de error relativo fueron bajos, en comparación con los de los otros modelos teóricos. La desventaja de usar el nomograma radica en que no se pudo encontrar todos los valores necesarios para construir la curva de comportamiento completa. El nomograma representa de mejor manera los datos experimentales, ya que él mismo ha sido construido con datos experimentales realizados por expertos en esta área. - La viscosidad es observable y medible - La viscosidad es una propiedad que varia con la temperatura - La viscosidad depende de la composición química - La viscosidad la encontramos en líquidos biológico Es necesario que el equipo de medición de viscosidad, el viscosímetro, esté bien calibrado. La calibración la puede realizar el profesor, o éste puede indicar las acciones al estudiante para que este las ejecute por sí sólo. Es de gran ayuda realizar la práctica con previo conocimiento teórico del comportamiento de la viscosidad del fluido que se estudiará. Esto significa que, el estudiante debería consultar estudios previos sobre la viscosidad del fluido a tratar para saber si el desarrollo de su experimento se está llevando a cabo de la manera esperada. Se recomienda la búsqueda de métodos con tecnologías avanzadas (las cuales se caracterizan por tener bases de datos experimentales además de simples ecuaciones empíricas), ya que como se pudo observar las fórmulas empíricas utilizadas se desvían mucho del comportamiento real. La seguridad dentro del laboratorio debe ser lo principal, por lo que se recomienda tomar previsiones antes de realizar la práctica para el manejo de sustancias a altas temperaturas. BIBLIOGRAFÍA   

Giles , Ronal,Mecanica de fluidos e hidraulica,Editorial MCV Grawhill,Segunda edicion ,Mexico 1986. Guia de laboratorio Streeter,Victor,Mecanica de fluidos,Editorial,mc-Grawhill,Cuarta Edicion,Mexico 1971.

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