CÁLCULOS Y RESULTADOS DE VISCOSIDAD.docx

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5 15 32.655 21.054 15.511 27,86 18 35.819 26.316 13.611 27,87 21 39.029 31.580 12.359 27,88 24 41.797 36.843 11.345 27,89 27 44.466 42.106 10.561 27,8

10 30 47.134 47.368 0,9950 27,811 33 49.736 52.633 0,9450 27,812 36 52.315 57.896 0,9036 27,813 39 54.837 63.158 0,8683 27,814 42 56.926 68.422 0,8320 27,815 45 59.223 73.685 0,8037 27,816 48 61.580 78.947 0,7800 27,817 51 63.887 84.211 0,7587 27,818 54 66.183 89.474 0,7397 27,819 57 68.405 94.737 0,7221 27,820 60 70.287 100.001 0,7029 27,81 63 75.943 100.001 0,7594 27,82 66 74.236 94.737 0,7836 27,83 69 72.709 89.474 0,8126 27,84 72 70.747 84.211 0,8401 27,85 75 68.318 78.949 0,8654 27,86 78 66.049 73.685 0,8964 27,87 81 63.437 68.422 0,9272 27,88 84 60.425 63.160 0,9567 27,89 87 57.646 57.895 0,9957 27,8

10 90 54.656 52.633 10.384 27,811 93 51.893 47.369 10.955 27,812 96 48.973 42.106 11.631 27,813 99 45.643 36.843 12.389 27,814 102 42.706 31.579 13.523 27,815 105 39.109 26.317 14.861 27,816 108 35.475 21.052 16.851 27,817 111 31.382 15.790 19.875 27,818 114 26.736 10.527 25.398 27,819 117 21.434 5.262 40.732 27,820 120 4.004 0,001 31,0170 27,8

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

EVALUACION DE PROPIEDADES REOLOGICAS DE FLUIDOS

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Diagrama de viscosidad para la mayonesa a una temperatura de ambiente

En esta figura se observó la relación entre el esfuerzo cortante y el ritmo cortante a una temperatura ambiente. Pues según Francisco Figueroa(2006).La mayonesa es un ejemplo de Fluidos plásticos pues son aquellos que antes de fluir deben ser sometidos a esfuerzos mínimos. Toda fuerza por debajo de ese esfuerzo mínimo no conseguirá hacerlo fluir.

Viscosidad del yogurt a 24ºC (reómetro rotacional)

Uno de los atributos de calidad más apreciados del yogurt es la textura, a través de su consistencia y comportamiento al ser agitado. En el presente trabajo se estudió la caraterización reológica del flujo de



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yogurt por medio del modelo matemático de Ostwald (Ley de potencia) para determinar los parámetros de flujo que lo definen.

Tabla de datos obtenidos por el software del reómetro

Numero Tiempo (s) Esfuerzo cortante

(Pa)

ritmo cortante

(1/s)

Viscosidad (Pa·s)

Temperatura (°C)

1 3 0,000 0,000 0,0000 24,72 6 2.182 5.263 0,4146 24,73 9 2.785 10.525 0,2646 24,74 12 3.248 15.788 0,2057 24,65 15 3.619 21.050 0,1719 24,66 18 3.986 26.313 0,1515 24,67 21 4.286 31.578 0,1357 24,68 24 4.556 36.838 0,1237 24,59 27 4.754 42.101 0,1129 24,5

10 30 5.012 47.363 0,1058 24,511 33 5.213 52.626 0,0990 24,512 36 5.457 57.889 0,0943 24,413 39 5.657 63.151 0,0896 24,414 42 5.887 68.414 0,0860 24,415 45 6.087 73.676 0,0826 24,416 48 6.307 78.939 0,0799 24,317 51 6.536 84.202 0,0776 24,318 54 6.631 89.464 0,0741 24,319 57 6.844 94.727 0,0722 24,320 60 7.037 99.989 0,0704 24,21 63 6.985 99.989 0,0699 23,72 66 6.841 94.727 0,0722 23,73 69 6.687 89.464 0,0747 23,74 72 6.548 84.202 0,0778 23,65 75 6.315 78.939 0,0800 23,66 78 6.049 73.676 0,0821 23,67 81 5.858 68.414 0,0856 23,68 84 5.748 63.151 0,0910 23,59 87 5.455 57.889 0,0942 23,5

10 90 5.264 52.626 0,1000 23,511 93 5.042 47.363 0,1065 23,512 96 4.782 42.101 0,1136 23,413 99 4.522 36.838 0,1227 23,414 102 4.245 31.576 0,1344 23,415 105 3.962 26.313 0,1506 23,316 108 3.600 21.050 0,1710 23,3



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17 111 3.323 15.786 0,2105 23,318 114 2.984 10.527 0,2835 23,319 117 2.186 5.263 0,4154 23,320 120 0,000 0,002 0,0000 23,2

Diagrama de viscosidad para el yogurt a una temperatura constante de 24 ºC

El yogurt presento presentó estas curvas conforme aumentó el tiempo de exposición a las revoluciones del viscosímetro. La curva de ida mostró un índice de fluencia menor que en la curva de retorno. Al comparar bibliográficamente según Geragthy y Butler. (1999). “El comportamiento reológico del yogurt se debe en buena medida al gel estructural presente, por lo que sus propiedades de flujo o viscosas exhiben dependencia tanto de la razón de corte como del tiempo“ y Rohm(1993) menciona que el yogurt puede ser clasificado como un fluido no newtoniano que presenta esfuerzo de cedencia y que además muestra dependencia de tiempo.



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Viscosidad del Yogurt a 17ºC (reómetro rotacional)

Tabla de datos obtenidos por el software del reómetro

Numero Tiempo (s) Esfuerzo cortante

(Pa)

ritmo cortante

(1/s)

Viscosidad (Pa·s)

Temperatura (°C)

1 3 0,000 0,000 0,0000 17,42 6 2.485 5.263 0,4722 17,43 9 3.313 10.525 0,3148 17,44 12 3.916 15.788 0,2480 17,45 15 4.395 21.050 0,2088 17,36 18 4.802 26.313 0,1825 17,37 21 5.199 31.576 0,1647 17,38 24 5.507 36.838 0,1495 17,39 27 5.843 42.101 0,1388 17,3

10 30 6.138 47.363 0,1296 17,211 33 6.385 52.626 0,1213 17,212 36 6.653 57.889 0,1149 17,213 39 6.959 63.151 0,1102 17,214 42 7.249 68.414 0,1060 17,215 45 7.510 73.676 0,1019 17,116 48 7.759 78.939 0,0983 17,117 51 8.012 84.202 0,0952 17,118 54 8.289 89.464 0,0927 17,119 57 8.517 94.727 0,0899 17,020 60 8.779 99.989 0,0878 17,01 63 8.597 99.989 0,0860 16,62 66 8.350 94.727 0,0882 16,53 69 8.113 89.464 0,0907 16,54 72 7.839 84.199 0,0931 16,55 75 7.608 78.939 0,0964 16,56 78 7.420 73.676 0,1007 16,57 81 7.065 68.414 0,1033 16,48 84 6.820 63.151 0,1080 16,49 87 6.562 57.886 0,1134 16,4

10 90 6.360 52.628 0,1208 16,411 93 6.036 47.363 0,1274 16,412 96 5.767 42.101 0,1370 16,313 99 5.431 36.838 0,1474 16,314 102 5.104 31.576 0,1617 16,315 105 4.742 26.313 0,1802 16,3



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16 108 4.334 21.050 0,2059 16,317 111 3.868 15.788 0,2450 16,318 114 3.316 10.525 0,3150 16,319 117 2.557 5.263 0,4858 16,320 120 0,367 0,002 1.708.612 16,3

Diagrama de viscosidad para el yogurt a una temperatura constante de 17ºC

Al analizar los parámetros reológicos, se deduce un comportamiento pseudoplástico para el yogurt, en la que ambas curvas se ajustaron adecuadamente a los datos experimentales, utilizando el modelo de Ley de Potencia. Los fluidos pseudoplásticos no tienen una tensión de fluencia para que comiencen a deformarse, pero la viscosidad medida por la pendiente de la curva es alta para bajas velocidades de deformación, y decrece con el incremento de ϒ, hasta alcanzar un valor asintótico µconstante.Al comparar bibliográficamente según Ramaswamy y Basak (1991). "…los parámetros reológicos son necesarios para establecer la consistencia o textura del yogurt de manera objetiva. La textura es un parámetro organoléptico, determinante en la aceptación d por parte del consumidor; mientras que las propiedades de flujo (viscosidad) son importantes



23

para realizar la evaluación de otros parámetros de diseño de equipo de proceso, tal como sería el caso de caída de presión y los requerimientos de bombeo tanto para agitación como para el transporte del fluído. El yogurt, presenta un comportamiento de flujo complejo, dependiente del esfuerzo cortante y del tiempo, por lo que es de importancia estudiar la reología de este producto lácteo con respecto al proceso, manejo, desarrollo de productos y aspectos del control de calidad.."

Fluidos newtonianos

Viscosidad del aceite 28ºC (viscosímetro capilar Nº 200 )

Formula……………………u=p*C*t

Donde:p=densidad de la sustancia=p (rm)*pH2o

p(rm)=Densidad relativa media=0.915 g/cm3

pH2o a28ºC=0.99631 g/cm3

C=constante capilar (extrapolando)

Extrapolando para hallar la constante a la T de 28ºC

TEMPERATURA

TIPOTamaño

Universal

28°C mm2/s2

40°C mm2/s2

100°C mm2/s2

Rango de Viscosidad

Cinemática (cSt)Nro 200 Xi 0.1058 0.1053 20 a 100

Mediante el método de la Extrapolación hallaremos Xi:

Xi−XfX−Xf

=Yi−YfY−Yf

Xf=0.1053Yi=27



24

Y=40 Yf= 100

Xi−0.10530.1058−0.1053

=28−10040−100

Fórmula de la densidad Absoluta.

P=Pmedida∗PH 2O

Fórmula de la Viscosidad.

Donde el T: Tiempo promedio = 7 min 3 seg.

µ=911.62365 Kgm3

∗0.1059∗10−6 m2

s2∗423 s


Xi=0.1059∗10−6 m2

s2

µ=P∗Ccapilar∗t

T=423s

µ=0.04083682 Kgm∗s

P=0.915∗996.31=911.62365 Kgm3

µ=0.4083682 gcm∗s


25

La viscosidad final es el promedio de las viscosidades parciales obtenida

por el método de viscosímetro capilar. En este caso se halló el tiempo

medio en los tres experimentos, donde se obtuvo un tiempo promedio de

423s. Se obtuvo una viscosidad u= 0.4083682 g/(cm*s)----St

Pudimos notar en los resultados obtenidos que al aumentar la temperatura,

la viscosidad del aceite baja. Al comparar bibliográficamente según Robert

L. Mott (2006). "Un fluido con índice de viscosidad alto muestra un cambio

pequeño en su viscosidad con la temperatura. Un fluido con índice de

viscosidad bajo muestra un cambio grande en su viscosidad con la

temperatura""…conforme aumenta la temperatura del aceite, su viscosidad

disminuye en forma notable…", "… en las gráficas de la viscosidad

dinámica versus la temperatura para muchos líquidos, la viscosidad se

grafica en escala logarítmica, debido al rango amplio de valores

numéricos…".

Aulton,(2004) menciona que la definición cuantitativa de viscosidad

corresponde a Newton, que fue el primero que comprendió que la

velocidad de flujo era directamente proporcional a la tensión aplicada, así

se denomina fluidos newtonianos a los fluidos simples que cumplen la

relación y no newtonianos a los que no la cumplen.

Ramírez,(2006). "Si se representa la curva de fluidez (esfuerzo cortante

frente velocidad de deformación) se define a La viscosidad dinámica o

absoluta también como la pendiente en cada punto de dicha curva".

Viscosidad del alcohol 27ºC (viscosímetro capilar Nº200)

Formula……………………u=p*C*t



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p=densidad de la sustancia=p (rm)*pH2op(rm)=Densidad relativa media=0.855 g/cm3

pH2o a27ºC=0.99659 g/cm3

C=constante capilar (extrapolando)

Extrapolando para hallar la constante a la T de 27ºC

TEMPERATURA

TIPOTamaño

Universal

27°C mm2/s2

40°C mm2/s2

100°C mm2/s2

Rango de Viscosidad

Cinemática (cSt)Nro 200 Xi 0.1058 0.1053 20 a 100

Mediante el método de la Extrapolación hallaremos Xi:

Xi−XfX−Xf

=Yi−YfY−Yf

Xf=0.1053Yi=27 Y=40 Yf= 100

Xi−0.10530.1058−0.1053

=27−10040−100

Fórmula de la densidad Absoluta.

P=Pmedida∗PH 2O


Xi=0.1059083∗10−6 m2

s2

P=0.855∗996.59=852.084 Kgm3


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Fórmula de la Viscosidad.

Donde el T: Tiempo promedio

µ=852.084 Kgm3

∗0.1059083∗10−6 m2

s2∗178 s

La viscosidad final del alcohol es el promedio de las viscosidades parciales

obtenida por el método de viscosímetro capilar. En este caso se halló el

tiempo medio en los tres experimentos, donde se obtuvo un tiempo

promedio de 178s. Se obtuvo una viscosidad u= 0. 016063 Kg/(m*s)

Viscosímetro de Caída de Bola

η=t∗(ρ1− ρ2 )∗K∗F

Dónde:


µ=P∗Ccapilar∗t

T=178s

µ=0.016063 Kgm∗s


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η=Viscosidad Dinamica

t=Tiempode la bola

ρ1=Densidad de la bola

ρ2=Densidad de lamuest r ade aceite

K=Constante de labola

F=Angulo

De la práctica se determinó: η=¿

t=¿tiempo promedio:

Tiempo1 53.67 s2 51.17 s3 52.39 s

Promedio 52.41 s

ρ1=8.1278gc m3

ρ2=0.91162365gcm3

K=0.1499mPa∗cmg

F=60 °

η=t∗(ρ1− ρ2 )∗K∗F

η=52.41 s∗(8.1278 gc m3

−0.91162365 gc m3 )∗0.1499 mPa∗cmg

∗60 °

η=3401.529024



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Podemos analizar que cumple el aceite con las características de un fluido newtoniano, esta muestra también la ecuación donde el valor de la pendiente es el de la viscosidad. Al comparar bibliográficamente según Ibarz y Barboza, (2005). "..los aceites son normalmente newtonianos, pero a muy altas velocidades de deformación presentan un comportamiento diferente (este comportamiento se referirá como pseudoplasticidad); puede ser debido al alineamiento de las celdas unitarias a altos esfuerzos cortantes, los cuales pueden causar una disminución en la fricción interna. Todos los aceites tienen una viscosidad claramente alta debido a su estructura molecular de largas cadenas. A mayor longitud de la cadena de ácidos grasos, mayor su viscosidad. La viscosidad de un aceite también aumenta con la saturación de los enlaces doble de carbono…"



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