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Viscosimetro Rotacional de Cilindros Concéntricos

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by

Ana Karen Coronado

on 10 April 2014

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Transcript of Viscosimetro Rotacional de Cilindros Concéntricos

Es un equipo para la determinación de la viscosidad por el principio rotacional; consiste en la rotación de un husillo sumergido en la muestra y una velocidad constante.

La resistencia generada por el producto sobre el husillo es directamente proporcional a la viscosidad. 

Viscosímetro Rotacional
Viscosimetro Rotacional de Cilindros Concéntricos
Es un dispositivo que se emplea para medir la viscosidad absoluta

Consisten esencialmente en dos cilindros concéntricos separados por una capa fina anular del líquido de ensayo. Uno de los cilindros gira mientras el otro queda estacionario, con producción acción de corte en el líquido.

Para determinar la viscosidad se mide la torsión necesaria para producir rotación con una velocidad angular dada, o la velocidad angular resultante de una torsión dada.

Viscosímetro de cilindros concéntricos
El cilindro interior está unido a un soporte fijo mediante un resorte de torsión de coeficiente K.
El cilindro exterior se hace rotar con una velocidad angular constante w.
Cuando el cilindro exterior gira arrastra al cilindro interior mediante la cizalladura que se transmite a través del fluido, hasta que el resorte de torsión detiene el cilindro interior, instante y estado en que puede leerse el valor del torque que señala el medidor.
El espesor de fluido es pequeño y puede suponerse distribución lineal velocidades.
Funcionamiento
Fórmula
Posibilidad de modificar la velocidad de deslizamiento en un amplia gamas de valores.

Se emplea para la medición de las viscosidad absolutas y los resultados obtenidos son muy confiables.

Cubren un amplio rango de medición y trabajan con fluidos newtonianos y no newtonianos, aunque requieren de conjuntos mecánicos complejos.
Ventajas
En este tipo de viscosímetros pueden efectuarse mediciones continuas a una velocidad o a una tensión dadas de deslizamiento.

Las mediciones pueden realizarse durante periodos prolongados.

Gracias a esto se permite medir la dependencia del tiempo así como la dependencia del deslizamiento respecto a la viscosidad.
Si ocurre un incremento de temperatura durante el ensayo reológico producto de la generación de calor por efecto viscoso, se afectará la determinación. Se demuestra que para ánulos pequeños este efecto puede despreciarse.

La separación en fases debida a efectos de pared puede afectar las determinaciones al igual que sucedía con los viscosímetros de tubos. Se produce un deslizamiento que requiere ser corregido o que de ser pronunciado obliga al uso de otro tipo de viscosímetro, el de mezcla.

Desventajas
Cuando un cilindro interior rota, el fluido cercano a la superficie interior puede tender a moverse hacia afuera debido a la fuerza centrífuga. Esto altera el patrón laminar y se conoce como vórtice de Taylor

A altos gradientes de cizallamiento la diferencia de presión en la dirección radial a través del ángulo puede ocasionar vaporización parcial de la muestra. Sin problema en la reología de alimentos si se mantiene la condición de flujo laminar.

Alto costo de compra que va de 32,000 a 35,000 pesos
Viscosimetro de Cilindros Concéntricos
Tipos de Alimentos y Sustancias
Para un radio dado:

En la mayoría de los casos el equipo se diseña de manera que la distancia entre los dos radios sea suficientemente pequeña para que la velocidad de deformación sea aproximadamente constante a lo largo del espacio anular, al igual que el esfuerzo de deformación . De esta forma para un radio medio se cumple:

Para calcular la viscosidad se usa la siguiente ecuación
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