Cómo calcular la viscosidad
¿Qué es la viscosidad?
La viscosidad es una propiedad de los fluidos que describe su resistencia a fluir o deformarse. Esta magnitud se mide en Coulomb por segundo, también conocida como el “poise” y su unidad correspondiente en el Sistema Internacional es el Pascal-segundo (Pa.s).
Cálculo de la viscosidad
Existen varias maneras de calcular la viscosidad de un fluido. Las principales son:
- Método de los vasos comunicantes: Se mide como el tiempo de descenso de una sustancia alinealizada que se ubica en un recipiente como un tubo y se ha llenado parcialmente para tener un vacío por encima de ella. La cantidad de movimiento y la velocidad podrían ser descriptos, bajo la teoría de la viscosidad.
- Método de Poiseuille: Esta técnica se basa en la Ley de Hagen-Poiseuille para determinar el tiempo de descenso de un líquido sobre un tubo recto. Esto permite calcular el coeficiente de viscosidad del líquido, así como su capacidad de fluir.
- Método de flujo de placa: Se usa para calcular la viscosidad a bajas velocidades. Consiste en colocar el líquido entre dos placas y calcular el coeficiente de viscosidad.
De manera general, los parámetros necesarios para calcular la viscosidad de un fluido son mayormente su presión, densidad, temperatura, y su comportamiento viscoso en el campo de la dinámica del fluido. Estos parámetros se pueden calcular con equipos específicos como un viscosímetro o un anemómetro.
Importancia del cálculo
Los líquidos con un alto grado de viscosidad, como la miel, pueden desafiar la resistencia de un objeto/substancia a moverse por ella. Cuanto mayor sea la viscosidad, más difícil será el movimiento.
Es importante evaluar la viscosidad para determinar la facilidad de transporte de líquidos en una industria en particular. Esto se debe a que los líquidos de mayor viscosidad se desplazan más lentamente en tuberías y otros contenedores, y su almacenamiento y transporte.
¿Cómo se calcula la viscosidad de una mezcla de fluidos?
La viscosidad cinemática ν = μ/ρ es el cociente de la viscosidad dinámica y la densidad. Las unidades de la viscosidad cinemática en el Sistema Internacional son m2/s. Para calcular la viscosidad cinematica de una mezcla de fluidos, primero hay que determinar la viscosidad dinamica y la densidad de cada uno de los fluidos en la mezcla. Luego, se suman estos valores individualmente, para determinar el factor total de la mezcla. Esta suma se divide entonces por el factor de densidad de la mezcla para obtener la viscosidad cinemática total de la mezcla. La fórmula es la siguiente: ν = (μ1 + μ2 + … + μn)/(ρ1 + ρ2 + … + ρn).
¿Cómo se calcula la viscosidad del aceite?
La fórmula que permite calcular la viscosidad RECOMENDADA DE USO necesaria en cSt a la temperatura de operación (TO) es : Donde: VR = Viscosidad recomendada de uso a la temperatura de operación en cSt, RPM= Revoluciones por minuto a las que gira el rodamiento, Dm = Diámetro medio = (D + d) / 2 en mm , eP=Carga equivalente del cojinete, K = factor de escalamiento para hacer uso de la viscosidad recomendada, TO = Temperatura de operación del cojinete en ˚C y VLV = Viscosidad nominal del aceite a su temperatura de operación en cSt.
¿Cómo calcular la viscosidad con la temperatura?
Se calcula la viscosidad a partir de la medida de la pendiente de la recta. Ejemplo: Para la temperatura T=20ºC, la pendiente de la recta es el cociente entre el cateto opuesto y=16 cm/s y el cateto contiguo x=8-3=5 g. La viscosidad vi será entonces: vi = 16/5=3,2 cm/s.
¿Qué es viscosidad y cómo se calcula?
La viscosidad cinemática σ es el cociente entre la viscosidad dinámica y la densidad. η . Así pues, podemos conocer la viscosidad dinámica de un líquido midiendo su densidad y la razón entre los tiempos que tarda en fluir el mismo volumen de líquido y de agua.
Matemáticamente, la viscosidad cinemática se expresa por la siguiente fórmula:
σ= η/ρ
Donde ρ es la densidad del líquido y η es la viscosidad dinámica del líquido.
Cómo Calcular la Viscosidad
La viscosidad es una medida de la resistencia de un líquido a fluir. Medir la viscosidad es importante para el diseño de motores y el diseño de productos de alto rendimiento. Calcular la viscosidad de un líquido es relativamente simple con una variedad de instrumentos que están disponibles para alquiler o la compra.
Instrumentos para Medir la Viscosidad
- Viscometro rotacional
- Viscometro de cavidad abierta
- Viscometro de células de embudo
- Viscometro de cadena
- Viscometro de varilla
La mayoría de los viscometros no tienen unidad de medida estándar, por lo tanto, el usuario debe elegir una unidad común para que sea fácil de comparar los resultados de los distintos modelos de viscometro. Una unidad común comúnmente usada es la centipoise (cP), que es una unidad de medida lineal que se utiliza para la cantidad de resistencia al flujo. También se pueden encontrar unidades de medida no lineal, como la dinastía (g/cm2s).
Cálculo de Viscosidad con un Viscometro
- Tome una muestra de 100 mL del líquido.
- Verifique que el viscometro esté a la temperatura correcta (normalmente a 40°C).
- Verifique que el viscometro esté calibrado con una muestra estándar de la viscosidad.
- Coloque la muestra en el viscometro.
- Deje que corra el líquido durante unos minutos hasta que se obtenga una medición estable.
- Anote el resultado de la medición.
Los resultados obtenidos dependen del viscometro se usa y la unidad seleccionada. No obstante, estos resultados pueden compararse con valores típicos para los líquidos conocidos. Esto le permite verificar la exactitud de la medición.