Viscosity of Non-Newtonian Fluid Using Brookfield Rotational Viscometer

Summary

El script de un video educativo muestra el proceso para determinar la viscosidad de un fluido no newtoniano utilizando un viscosímetro rotativo Brookfield. Se describe que la viscosidad es la resistencia interna al flujo del fluido y se establece como objetivo medir la viscosidad en función de las tasas de cizallamiento a presión atmosférica y temperatura ambiente. Se detalla el equipo necesario, incluyendo el viscosímetro, el husillo, el recipiente de muestra y la solución de polímero. Se explica el funcionamiento del viscosímetro, que mide la deformación de una spirra calibrada debido a la resistencia del fluido al husillo. Se destaca la importancia de la selección adecuada del husillo y la realización de mediciones en diferentes velocidades rotativas para obtener múltiples lecturas. Se enfatiza la necesidad de asegurar que el husillo esté completamente sumergido en la solución y de que las lecturas del viscosímetro estén estabilizadas antes de registrar los datos. Finalmente, se menciona la importancia de trazar el gráfico de la tensión de cizallamiento en relación con la viscosidad para identificar el tipo de fluido y se indica el procedimiento para limpiar el equipo después de la medición.

Takeaways

• 🧪 **Objetivo del laboratorio**: Determinar la viscosidad de un fluido no newtoniano a presión atmosférica y temperatura ambiente en función de las tasas de cizallado utilizando un viscosímetro rotativo Brookfield.
• 📐 **Principio de operación**: El viscosímetro medirá la resistencia interna al flujo del fluido al hacer girar un eje a través de un resorte calibrado, midiendo la deformación del resorte con un transductor rotativo.
• 🔩 **Selección del eje**: Se debe elegir un eje que resulte en mediciones entre el 10% y el 100% en la escala de torque del instrumento. Se utilizará el eje número 18 para este experimento.
• 📦 **Contenedores y equipos**: Se requiere un viscosímetro, un eje, un recipiente de muestra, una protectora y una solución de polímero en un recipiente de 600 ml.
• 💧 **Preparación de la muestra**: Llenar el recipiente de muestra hasta aproximadamente el 25% con la solución de polímero, asegurándose de que el eje esté completamente sumergido una vez colocado.
• ⚙️ **Configuración del viscosímetro**: Iniciar el viscosímetro, reemplazar el eje y ajustar las RPM para las mediciones, asegurándose de que el porcentaje de torque esté dentro del rango adecuado.
• 📈 **Mediciones**: Tomar al menos cinco lecturas a diferentes RPM, midiendo la tasa de cizallado y la viscosidad para trazar su relación en un gráfico.
• 🔁 **Cambio de velocidad**: Utilizar las flechas arriba y abajo para ajustar las RPM y obtener nuevas mediciones.
• 📊 **Visualización de datos**: El viscosímetro muestra la viscosidad, la temperatura del fluido, el porcentaje de torque y las RPM. Utilizar el botón de visualización seleccionada para mostrar el estrés de cizallado y la tasa de cizallado.
• ⚠️ **Precaución con la tasa de cizallado**: Si el porcentaje de torque no está entre el 10% y el 100%, ajustar la velocidad para volver a entrar en el rango adecuado.
• ✋ **Estabilización de la lectura**: Asegurarse de que la lectura en el viscosímetro se haya estabilizado antes de tomar mediciones para garantizar la precisión.
• 🧼 **Limpieza final**: Después de tomar las mediciones, apagar el dispositivo, desmontar los componentes y limpiarlos cuidadosamente.

Q & A

¿Qué es la viscosidad y cómo se define?

La viscosidad es la resistencia interna al flujo del fluido. Se define como la resistencia interna a la que se somete un fluido cuando se le aplica un campo de velocidad.

¿Cuál es el objetivo del laboratorio 2?

El objetivo del laboratorio 2 es determinar la viscosidad de un fluido no newtoniano a presión atmosférica y a temperatura ambiente en función de las tasas de cizallamiento, utilizando el viscosímetro rotativo Brookfield.

¿Qué equipos son necesarios para realizar el laboratorio?

Los equipos necesarios incluyen un viscosímetro, un eje, un contenedor de muestra, una patilla de protección, una solución de polímero en un cazo de 600 ml.

¿Cómo funciona el viscosímetro rotativo?

El viscosímetro rotativo funciona impulsando un eje a través de una primavera calibrada. La resistencia viscousa del fluido contra el eje se mide por la deformación de la primavera, la cual es medida con un transductor rotativo.

¿Cómo se determina el rango de viscosidad del viscosímetro?

El rango de viscosidad del viscosímetro en Copo o mil Pascal segundos se determina por la velocidad rotativa del eje, el tamaño y la forma del eje, el contenedor en el que el eje está rotando y la fuerza de torque a escala completa de la primavera calibrada.

¿Qué son las dos reglas generales para la selección del eje en el proceso de ensayo y error?

La primera regla es que el rango de viscosidad es inversamente proporcional al tamaño del eje. La segunda regla es que el rango de viscosidad también es inversamente proporcional a la velocidad rotativa.

¿Qué eje se usará para el experimento y por qué?

Se usará el eje número 18, porque tiene un diámetro adecuado para medir la viscosidad del fluido en cuestión, asegurando que las mediciones se realicen entre el 10% y el 100% de la escala de torque del instrumento.

¿Cómo se debe llenar el contenedor de muestra antes de insertar el eje?

El contenedor de muestra debe llenarse con aproximadamente el 20 al 25% de la solución de polímero, asegurándose de que el fluido sea lo suficientemente viscoso para cubrir completamente el eje una vez que esté dentro del contenedor y para evitar que se derrame.

¿Cómo se asegura que el eje esté completamente sumergido en la solución de polímero antes de continuar?

Se debe insertar lentamente el eje en el contenedor de muestra y asegurarse de que esté bien sumergido antes de adjuntarlo al viscosímetro, asegurándose de que no haya aire entre el eje y la solución.

¿Qué parámetros se pueden medir en el viscosímetro una vez que se ha insertado el eje y se ha llenado el contenedor de muestra?

Se pueden medir la viscosidad, la temperatura del fluido, el porcentaje de torque y las revoluciones por minuto (RPM).

¿Cómo se toman las mediciones en diferentes RPM para trazar la relación entre el estrés de cizallamiento y la viscosidad?

Se toman mediciones a diferentes velocidades utilizando las flechas arriba y abajo del teclado para ajustar las RPM. Se registran los valores de tasa de cizallamiento y viscosidad para cada lectura.

¿Qué ocurre si el porcentaje de torque no está entre el 10% y el 100%?

Si el porcentaje de torque no está dentro de este rango, se debe ajustar la velocidad del motor para que el torque se ajuste nuevamente dentro del intervalo adecuado.

¿Cómo se asegura la precisión de las mediciones?

Se debe asegurar que la lectura en el viscosímetro se haya estabilizado antes de tomar cada medición. Además, se debe limpiar cuidadosamente el equipo una vez finalizadas las mediciones.