Practica N 4 Reometria PDF

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas.
Academia de Operaciones Unitarias.
febrero 16
Práctica Nº
4
“Reometría” 2015
Profesor: José Alberto Murillo Alumno: Juan Antonio Cruz Balbino.
Equipo # 5
Una aplicación típica de la reometría sería la medida de la

viscosidad.
El objetivo fundamental de esta práctica será conocer un equipo de alta sensibilidad que nos sirve
para medir de forma cualitativa y cuantitativa el fin común de la reometría en este caso medir la
viscosidad y conocer qué tipo de fluido tenemos, estas viscosidades son de corte, y se hará a partir
de un viscosímetro rotacional de cilindros concéntricos a través de sus curvas de flujo que serán
determinadas a partir de los datos experimentales y con ayuda el software.
Un fluido es cualquier cosa que pueda derramarse si no está en un recipiente, el agua es un fluido y
el aire. De hecho, todos los líquidos y gases son fluidos. Por eso los fluidos se dividen en dos tipos:
Líquidos y gases.
Los fluidos se pueden clasificar en dos tipos en los fluidos newtonianos y no newtonianos. Un fluido
newtoniano es aquel que se comporta de acuerdo con la ley de viscosidad de newton, donde en una
gráfica la pendiente de la recta determina la viscosidad es decir es constante, se rige por la ecuación
de viscosidad de Newton:
𝜕𝑢
𝜏=𝜇∗
𝜕𝑦
Donde μ es la viscosidad y es constante.
Aquellos fluidos que verifican la relación, se denominan fluidos newtonianos, tanto líquidos como
gaseosos pueden comportarse siguiendo esa relación.
Y los fluidos no newtonianos, éstos se deforman de manera que el esfuerzo de corte no es

proporcional a la velocidad, donde la viscosidad es variable, la deformación de estos fluidos puede
clasificarse como plástica. Hay 3 grupos.
a) Fluidos no newtonianos independientes del tiempo

b) Los dependientes del tiempo
c) Visco elásticos.
Ahora se proporcionará un empirismo para la función de viscosidad de fluidos no newtonianos 𝜏(ϓ),

donde se propone la ecuación de Oswald de Waele o mejor conocida como ley de potencia.
𝜏 = 𝑚 (𝛾)𝑛 ó 𝑙𝑜𝑔𝜏 = log 𝑚 + 𝑛𝑙𝑜𝑔𝛾

Donde n y m son constantes que caracterizan el fluido. Ésta simple relación describe la curva de
viscosidad no newtoniana sobre la porción lineal en la gráfica log-log de la viscosidad vs la velocidad
de corte para muchos materiales. Donde M tiene unidades Pa. S^n y n es la pendiente de la gráfica
log 𝜏 vs log 𝛾.
Sí n=1 es fluido newtoniano

Sí n<1 es pseudoplástico
Sí n>1 es dilatante
Un fluido newtoniano es aquel que su pendiente es igual a 1 y la viscosidad es constante.
Un pseudoplástico su pendiente es menor a 1 mientras la velocidad aumenta la viscosidad
disminuye.
Un dilatante su pendiente es mayor a uno y su gráfica conforme la velocidad aumenta la viscosidad
aumenta proporcionalmente.
La ecuación es sencilla y sirve para interpolar. Las coordenadas en su origen son
𝛾 → 0 𝑦 𝜏 → 0 por lo tanto la viscosidad está indeterminada.
Las emulsiones o suspensiones presentan a menudo comportamiento pseudoplástico. Tal

comportamiento se caracteriza por la disminución de la viscosidad a medida que la velocidad
aumenta.
Normalmente se trabaja con escalas log 𝜏 vs log 𝛾 , en los cuales se obtienen reogramas lineales.
A continuación se presentará una gráfica con el diferente comportamiento de cada fluido para
obtener una ayuda con la ecuación de Oswald para determinar su pendiente.
Rotational Rheometer: RheolabQC
RheolabQC es un reómetro de control de calidad que se basa en tecnologías de vanguardia

también utilizadas en reómetros R&D. Combina un rendimiento incomparable con un
funcionamiento sencillo y un diseño robusto. Desde controles rápidos de un solo punto en
determinaciones de curva de flujo y punto de fluenciaa investigaciones reológicas
complejas: El RheolabQC establece nuevos estándares para la realización de los ensayos
reológicos de rutina. Este poderoso reómetro es un ejemplo excelente de un instrumento de
medición moderno que utiliza todas las posibilidades técnicas disponibles para asegurar un
funcionamiento flexible, fiable y sencillo.
Detalles técnicos
 Transmisión del motor EC sumamente dinámica y poderosa

 Amplia gama de velocidad y torque
 Configuración apta para ambos ensayos de velocidad o esfuerzo de cizalla controlados (CR y CS)
 Funcionamiento independiente o controlado por software
 Perfiles de medición descargables y recuperación de datos para sistemas independientes
 Conexión con impresora y lector de código de barras
Fácil de usar
 Toolmaster™: sistema patentado para reconocer de manera automática los sistemas y accesorios
de medición
 Software del reómetro: Software de aplicación fácil de usar con compatibilidad 21 CFR Parte 11
 Conexión QuickConnect: Conexión sencilla del sistema de medición, con una sola mano
 Amplia gama de sistemas de medición para todo tipo de aplicaciones
Accesorios
 Accesorios de temperatura que cubren una gama de temperatura de -20 °C a +180 °C

 Soporte de recipientes flexible
 Cámara de medición de bola para muestras con partículas >200 µm
 Husillo Krebs
propiedad Rango de temperatura
Velocidad 0,01 1/min a 1200 1/min
Torque 0,25 mNm a 75 mNm
Esfuerzo de corte 0,5 a 3 x 104 Pa
Velocidad de cizalla 10-2 a 4000 1/s
Gama de viscosidad
(según el sistema de 1 a 109 mPas
medición)
Rango de temperatura De -20 °C a 180 °C
Resolución angular 2 µrad
 Viscosidad dinámica
 Esfuerzo de corte
 Velocidad de cizalla
 Velocidad
Variables físicas (medición y  Torque
evaluación)  Temperatura
 Tiempo
 Viscosidad cinemática
 Yield stress
 Deformación
 Cumplimiento
DESARROLLO 6. Espere 10 min para asegurar la

1. Encender la computadora y el temperatura constante en el fluido.
software para el manejo del EXPERIMENTAL Durante ese tiempo programe la
viscosímetro. RHEO PLUS prueba de flujo para cada fluido.
NOTA: una vez obtenido la curva de
flujo del fluido guarde sus resultados.
2. Encienda el baño de temperatura.
NOTA: Consulte indicaciones en el
manual. 7. Una vez obtenida la curva de flujo
del fluido, se recomienda repita la
prueba con una muestra fresca.
3. Encienda el viscosímetro rotacional.

Esperar 5 min o hasta que se cargue
la configuración del viscosímetro.
8. Cuando cambie el fluido asegúrese

de lavar la copa y el cilindro con jabón
líquido y una esponja. Límpiela con
alcohol.
4. Tome la copa identificada como

CCC39 y llénela con el fluido a
caracterizar hasta el aforo interno;
coloque la copa en la base que se
encuentra en la parte inferior de la 9. Cuando finalice una prueba es
cámara de calentamiento e introduzca necesario que lo guarde en el archivo
el cilindro interno sin dejarlo caer. de trabajo, hágalo usando el menú del
software creando carpeta con nombre
y apellido dentro del directorio de Rheo
Plus.
5. Deslice hacia arriba el cople del

reómetro y coloque el par copa-cilindro
en la cámara de calentamiento,
asegurando girarla en el sentido 10. Para apagar el viscosímetro
contario a las manecillas del reloj. asegúrese de retirar la geometría de
flujo y deslizar hacia abajo del cople.
Retire la copa girando en el sentido de
las manecillas del reloj. Apague. Y
apague el recirculador. Lave las
geometrías y guárdelas.
N EXP,NAJUS VS Y (1/S )
0.08
0.07
0.06
n EXP ,NAJUS
0.05
0.04
0.03
0.02 Series13
0.01
Series14
0
0 500 1000 1500
Y VS N EXP
0.08
0.07
0.06
0.05
N EXP
0.04
0.03
0.02
0.01
0
0 500 1000 1500
Y (X)
0.070921986
40
35
30
25
20
15
10
T VS Y exp
5
0
0 500 1000 1500
Bibliografía
 Carlos Arturo Duarte, Introducción a la mecánica de fluidos, páginas 8 y 9.
http://books.google.com.mx/books?id=ETqRTGieUyYC&pg=SA1-
PA8&dq=ley+de+viscosidad+de+newton&hl=es&sa=X&ei=nnImUpHMJovVsATQ-
IHoDg&ved=0CDUQ6AEwAQ#v=onepage&q=ley%20de%20viscosidad%20de%20newton
&f=false
 http://www.firp.ula.ve/archivos/cuadernos/S520B.pdf
 http://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r86786.PDF
 W.E. Stewart, Bird Fenómenos de tranporte,segunda edición, limusa wiley,
páginas 282,283.

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Una aplicación típica de la reometría sería la medida de la

Donde μ es la viscosidad y es constante.

Y los fluidos no newtonianos, éstos se deforman de manera que el esfuerzo de corte no es

a) Fluidos no newtonianos independientes del tiempo

Ahora se proporcionará un empirismo para la función de viscosidad de fluidos no newtonianos 𝜏(ϓ),

𝜏 = 𝑚 (𝛾)𝑛 ó 𝑙𝑜𝑔𝜏 = log 𝑚 + 𝑛𝑙𝑜𝑔𝛾

Sí n=1 es fluido newtoniano

Las emulsiones o suspensiones presentan a menudo comportamiento pseudoplástico. Tal

RheolabQC es un reómetro de control de calidad que se basa en tecnologías de vanguardia

 Transmisión del motor EC sumamente dinámica y poderosa

 Accesorios de temperatura que cubren una gama de temperatura de -20 °C a +180 °C

propiedad Rango de temperatura

Velocidad 0,01 1/min a 1200 1/min

Torque 0,25 mNm a 75 mNm

Esfuerzo de corte 0,5 a 3 x 104 Pa

Velocidad de cizalla 10-2 a 4000 1/s

Rango de temperatura De -20 °C a 180 °C

Resolución angular 2 µrad

DESARROLLO 6. Espere 10 min para asegurar la

3. Encienda el viscosímetro rotacional.

8. Cuando cambie el fluido asegúrese

4. Tome la copa identificada como

5. Deslice hacia arriba el cople del

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