Universidad Nacional del Callao

Facultad de Ingeniería Mecánica – Energía

Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica

Curso : Laboratorio de Mecánica de fluidos.

Tema: Viscosidad Cinemática

Profesor: Alejos Zelaya Jorge Luis.

Alumno:

Código:

Fecha de entrega: 20 de enero del 2013.

Bellavista, Callao

2013

VISCOSIDAD CINEMÁTICA

OBJETIVOSOBJETIVOS

OBJETIVO GENERALDeterminar la viscosidad cinemática de una muestra y su variación con respecto a la variación de temperatura experimentalmente.

OBJETIVOS ESPECIFICOSEvaluar el grado SAE del lubricante.

MATERIALES Y METODOSMATERIALES Y METODOS

EQUIPOS Y MATERIALES

1) Viscosímetro Engler:

a. Recipiente cilíndrico de bronce de 106cm de diámetro interior y de

fondo esférico.

b. Agujero de 2.9mm de diámetro en la base, que se cierra con un

obturador.

2) Probeta: Es de 200cc, Clase A, Continental Suprema.

3) Sistema de aletas para agitación de baño.

4) Termómetro: Varia entre: -10ºC hasta 150ºC.

5) Cronometro Digital: CASIO HR min. Seg. 1/100 seg.

6) Sistema de calentamiento a gas propano.

TABULACION DE DATOSTABULACION DE DATOSMEDICIÓN TEMPERATURA(ºC) TIEMPO(S)

1 91 1082 80 1383 70 1684 67 2065 62 2706 51 4217 44 5588 39 7309 35 963

ANÁLISIS Y METODOLOGÍA DEL CÁLCULOANÁLISIS Y METODOLOGÍA DEL CÁLCULO

Determinación de grados Engler (0E )

Es una medida empírica que relaciona el tiempo de caída del fluido a una

determinada temperatura, con el tiempo de escurrimiento del agua a 20 0C que

en un análisis se determino que es aproximadamente de 48.5 s. cuya relación

es la que sigue:

0E=Tiempode escurrimiento(

200cc )

tiempodeescurrimientodeagua

(200cc )¿ºC

Determinar la viscosidad cinemática

Mediante la fórmula empírica de UBBELOHDE, se puede determinar la

viscosidad cinemática, empleando solo los grados Engler mediante la siguiente

relación que se presenta.

v ( cm2s )=0 .07310E−0.06310E

La viscosidad cinemática

También se puede determinar la viscosidad cinemática utilizado la ecuación

general que para cada viscosímetro en particular presenta sus propias

constantes de A y de B para el caso nuestro se emplearan las constantes del

Viscosímetro Engler, mediante la siguiente expresión.

v ( cm2s )=A . t−BtDonde A = 0.0022 y B = 1.35

Determinando los SSU

Reemplazando los valores de la viscosidad cinemática obtenida de la ecuación

en la ecuación que relaciona los grados Engler y remplazándola en la ecuación

general, con sus respectivas constantes se determina LOS SEGUNDOS SAYBOLT

UNIVERSAL: t = SSU. Remplazando la viscosidad cinemática en la siguiente

expresión con sus respectivas constantes se obtiene:

T SSU=v+√v2+4 AB

2 A

Donde: A = 0.00226 y B = 1.95

Determinación del grado SAE

Se utilizar la tabla ASTM D341 – 39 (Abaco A); en la cual se graficará las diferentes temperaturas de la muestra, como su correspondiente viscosidades, segundos Saybolt Universal.

Determinación del Índice de Viscosidad

Se hará en forma analítica o grafica tomando como referencia temperaturas a 37.7 0C y 99 ºC de la grafica de Índice de Viscosidad (Método ASTM D557 – 53)

Para los tres primeros juegos de datos se obtiene los siguientes resultados, para los primeros datos obtenidos se sigue la secuencia, para determinar lo que nos solicitan.

Para los Datos Obtenidos:

Para el 1º juego de datos:

GRADOS ENGLER VISCOSIDAD CINEMATICA

0E=10848 .5

=2.2268 v=0 .0731∗2 .2268−0 .06312.2268

=0 .1344 cm2

s

VISCOSIDAD, ECUACION GENERAL SSU

v=0 .0022∗108−1 .35108

=0 .2251 cm2

sT SSU=

0.1344+√0.13442+4∗0.00226∗1 .952∗0.00226

=71.5475 s .

Para el 2º juego de datos:

GRADOS ENGLER VISCOSIDAD CINEMATICA

0E=13848 .5

=2.8454 v=0 .0731∗2 .8454−0 .06312 .8454

=0 .1858 cm2

s

VISCOSIDAD, ECUACION GENERAL SSU

v=0 .0022∗138−1 .35138

=0 .2938 cm2

sT SSU=

0.1858+√0 .18582+4∗0 .00226∗1 .952∗0 .00226

=91 .6368 s .

Para el 3º juego de datos:

GRADOS ENGLER VISCOSIDAD CINEMATICA

0E=16848 .5

=3.4639 v=0 .0731∗3 .4639−0 .06313 .4639

=0 .2350 cm2

s

VISCOSIDAD, ECUACION GENERAL SSU

v=0 .0022∗168−1 .35168

=0 .3616 cm2

sT SSU=

0.2350+√0 .23502+4∗0 .00226∗1 .952∗0 .00226

=111.7048 s .

TABULACION DE RESULTADOSTABULACION DE RESULTADOS

Temperatura (ºC)

Tiempo (s)

Grados Engler 0E

Viscosidad cinemática (cm2/s)

Viscosidad usando la ecuación general

(cm2/s)SSU

91 108 2,2268 0,1344 0,2251 71,547580 138 2,8454 0,1858 0,2938 91,636870 168 3,4639 0,2350 0,3616 111,704867 206 4,2474 0,2956 0,4466 137,103362 270 5,5670 0,3956 0,5890 179,847951 421 8,6804 0,6273 0,9230 280,627344 558 11,5052 0,8355 1,2252 372,028239 730 15,0515 1,0961 1,6042 486,761935 963 19,8557 1,4483 2,1172 642,1717

Con los datos obtenidos en la tabulación de resultados obtenemos lo que nos habían

requerido lo que es el grado SAE y el Índice de Viscosidad:

Grado SAE.- ASTM D341 – 39 nos brinda un Grado SAE de 30 W.

ANEXO: Se puede hallar el Índice de viscosidad según el método ASTM D557-

531 que nos brinda un índice de viscosidad aproximada de 140.

DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS.DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS.

Según los resultados y la representación de los gráficos se puede resaltar:

En la Gráfica Tiempo (s) vs. Temperatura (ºC) se observa que

conforme aumenta la temperatura, el tiempo de escurrimiento del aceite

lubricante a la probeta va disminuyendo.

En la Gráfica viscosidad (cm2/s) vs. Temperatura (ºC) se observa que

con el aumento de la temperatura, la viscosidad cinemática del fluido

disminuye.

DETERMINACIÓN DEL GRADO SAE.Se utilizará la tabla ASTM D341 – 39 (Abaco a); en la cual se graficará los diferentes temperaturas de la muestra, como sus correspondientes viscosidades en Segundos Saybolt Universal.

En el experimento vemos que en el gráfico 3 los puntos se concentran en la recta que pertenece a los aceites del SAE 30.

GRÁFICOSGRÁFICOS

Gráfica Tiempo (s) vs. Temperatura (ºC)

En el gráfico se observa que conforme aumenta la temperatura, el tiempo de

escurrimiento del aceite lubricante a la probeta va disminuyendo.

Gráfica viscosidad (cm2/s) vs. Temperatura (ºC)

En la siguiente gráfica de viscosidad – temperatura nos muestra la forma de cómo

varia la viscosidad al cambio de la temperatura, lo que nos brinda que a mayor

temperatura la viscosidad disminuye, nos presenta una grafica que ya se había

deducido pero acá de forma experimental damos valides a la sustentación

científica de que la viscosidad varia en forma inversa a la temperatura.

CONCLUSIONESCONCLUSIONES

En la experiencia hemos analizado las propiedades del aceite en análisis y le

hemos podido determinar sus propiedades del lubricante y así lo podemos

comparar si es un buen lubricante o no lo es, lo que he podido determinar es que

el es un buen lubricante porque su índice de viscosidad es muy elevado lo que

quiere decir que no varía mucho con el tiempo, por lo tanto sus propiedades

permanecen sin alterarse a través que la temperatura es elevada, por lo cual no

hay peligro que roce metal con metal produciéndose desgaste entre las piezas

mecánicas.

RECOMENDACIONESRECOMENDACIONES

Una de las dificultades en el viscosímetro se dio en que teníamos que tener una

gran precisión al observar el punto en el que el fluido llegaba a los 200 cm3.

Otro problema que se generó fue que no se llego a obtener una temperatura lo

suficientemente aproximada a los 100ºC para una mayor precisión de la toma de

datos.

Un gran dificultad que se genera es que mientras el aceite va escurriendo, la

temperatura va bajando, lo que nos brinda un resultado menos preciso.

BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA

http://www.widman.biz/Seleccion/Viscosidad/SAE-ISO/sae-iso.html

http://www.widman.biz/Seleccion/Viscosidad/SAE_J300/sae_j300.html

http://www.widman.biz/Seleccion/indice-visc.html

Guía de la Viscosidad del laboratorio de fluidos.