ponencia viscosimetro dig. automatizado 2012

Diseño y elaboración de un viscosímetro de caída de esfera automatizado.

Diego Martínez B.Victor Oliver Q.

Orlando Tilbes B.Jeyson Zuñiga G.

Diseño y elaboración de un viscosímetro de caída de esfera automatizado. UTB [2012]

ContenidoResumenConceptos previos

Viscosidad Ley de Stokes Tipos de viscosímetros

Metodología Cálculos y formulas Elaboración del prototipo Programación de firmware Programación de software controlador

ResultadosMejoras


Resumen

Este proyecto consiste en diseñar y elaborar un viscosímetro de caída de esfera automatizado, con el objetivo de calcular la viscosidad absoluta de fluidos newtonianos que cumpla con la Ley de Stokes y además generar datos experimentales más precisos.

Fuente: http://www.firp.ula.ve/img/ver.gif


Conceptos previos

¿Qué es viscosidad? Ley de Stokes Tipos de viscosímetros


¿Qué es viscosidad?

La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal. En realidad todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula una aproximación bastante buena para ciertas aplicaciones. La viscosidad sólo se manifiesta en líquidos en movimiento.

Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/

b/b7/Viscosity.gif

Conceptos previos


Ley de Stokes

Derivada en 1851 por George Gabriel Stokes.

La Ley de Stokes se refiere a la fuerza de fricción experimentada por objetos esféricos moviéndose en el seno de un fluido viscoso en un régimen laminar de bajos números de Reynolds.

Fuente: http://www.apprendre-

math.info/history/photos/Stokes_2.jpeg

Conceptos previos


Ley de Stokes

La ley de Stokes puede escribirse como:



Conceptos previos


Ley de Stokes

Si las partículas están cayendo verticalmente en un fluido viscoso debido a su propio peso puede calcularse su velocidad de caída igualando la fuerza de fricción con el peso aparente de la partícula en el fluido.



Conceptos previos


Ley de Stokes

Despejando la viscosidad en la ecuación anterior, tenemos que:



Conceptos previos


Tipos de viscosímetros

Conceptos previos

Visc. de caída de esfera Visc. Saybolt Visc. Engler Visc. rotacional Visc. Stormer Visc. Brookfield Visc. de placas paralelas


Visc. de caída de esfera

Conceptos previos – Tipos de viscosímetros

Fuente: http://www.solostocks.com/img/viscosimetro-de-caida-de-bolas-hoppler-

6506880z0.jpg


Visc. Saybolt


Fuente: http://icc.ucv.cl/obrasviales/images/image0_30

.jpg


Visc. Engler


Fuente: http://img.alibaba.com/photo/101093617/Engler_

Viscometer.jpg


Visc. rotacional


Fuente: http://www.equiposylaboratorio.com/userfiles/viscosimetro-rotativo-

43195.jpg


Visc. Stormer


Fuente: http://farm5.staticflickr.com/4083/5061946255_

3839f6de22.jpg


Visc. Brookfield


Fuente: http://www.gestiondecolor.com/rs/272

2/e9c4455d-a317-4f4c-9f70-108d736bae98/5f0/filename/viscosimetro-brookfield.jpeg


Visc. de placas paralelas


Fuente: http://img.directindustry.es/images_di/photo-

g/reometro-para-asfalto-128554.jpg


Metodología

Cálculos y formulas Elaboración del prototipo Programación de firmware Programación de software controlador


Cálculos y formulas

Metodología

Los cálculos realizados a lo largo de este proyecto fueron muy simples: Calculo de Velocidad, Volumen y Densidad de la esfera.

Además, como la base de este viscosímetro es la ley de Stokes, haremos uso de la formula, para hallar finalmente la viscosidad del fluido en estudio.


Elaboración del prototipo

Metodología

Para la construcción del dispositivo recurrimos a técnicas de tratado de metales y polímeros, aprendidos durante nuestra experiencia universitaria. Elaboramos las probetas de medición en acrílico, ya que su estructura nos permitió un fácil moldeado.

Fuente: http://laminadeacrilico.com.mx/images/laminacr

ilico.jpg

Fuente: http://www.midwestsupercub.net/enginesleeves.j

pg



Metodología

Elaboración la base y soportes laterales y superior



Metodología

Fabricación del PCB…


Programación de firmware

Metodología

El firmware fue programado en lenguaje C de alto nivel enfocado a microcontroladores


Programación de softwarecontrolador

Metodología

El software controlador fue programado en lenguaje C#.


Resultados

Inicio del software controlador del viscosímetro


Resultados

Toma del tiempo de caída de la esfera


Resultados

Resultados de viscosidad arrojados por el software


Resultados

Fuente: http://www.vaxasoftware.com/doc_edu/qui/viscoh2o.pdf


MejorasAlgunas mejoras que podemos hacerle a nuestro dispositivo pueden ser:

Inclusión de un sensor de temperatura.

Inclusión de un electroimán, controlado por software, que suelte la esfera para dar inicio a la prueba.

Inclusión de un display LCD y teclado matricial para ingresar y mostrar datos. Además lograr con esto la portabilidad del dispositivo.


Agradecimientoespecial

Por su ayuda y dedicación durante el proceso de diseño y construcción del dispositivo, nuestro grupo le da un AGRADECIMIENTO ESPECIAL al Sr. Carlos Cuadro, técnico auxiliar del laboratorio de Tecnologías de Fabricación.


Agradecimientoespecial


Gracias por la asistencia

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