El documento presenta ejemplos de cálculos para determinar la viscosidad de diferentes líquidos usando diferentes tipos de reómetros, incluyendo un viscosímetro de flujo capilar, un viscosímetro de caída de bola y un viscosímetro de cono y placa. Se proporcionan datos como la densidad, el tiempo de caída y la temperatura, y se describen los pasos para calcular la viscosidad y la energía de activación usando la ecuación de Arrhenius.

1. EJEMPLOS DE CALCULOS DE LOS
REOMETROS
Post-graduante:
Ingri Paola Hurtado Coronado

2. VISCOSIMETRO DE FLUJO CAPILAR
1) ν = C t
2) ΔPπr²=τ2πrL
3)
4)
9)
10)
11)
12)
13)
5)
6)
7)
8)

3. EJEMPLO:
La viscosidad de aceite refinado de girasol se midió a diferentes
temperaturas mediante un viscosímetros capilar de vidrio. La
tabla muestra los valores de la densidad y los resultados de
tiempo a diferentes temperaturas para el aceite de girasol. Como
el líquido de referencia para el calibrado del viscosímetro se
utilizó una solución de sacarosa al 50%. A 25°C, la densidad y la
viscosidad del líquido de referencia son conocidos, con unos
valores de 1.227,4 kg/m3 y 0,0126 Pa-s, respectivamente.
Densidad de aceite de girasol y resultados
del tiempo en un viscosímetro capilar a
diferentes temperaturas
Temperatura
(°C)
Tiempo
(s)
Densidad
(kg/m3)
25
35
45
55
521
361
262
198
916
899
883
867
El líquido de referencia tarda 100 s
en caer desde una marca a otra en el
viscosímetro capilar. El efecto de la
temperatura sobre la viscosidad del
aceite de girasol se puede expresar
mediante una ecuación tipo
Arrhenius. Determinar la energía de
activación y la constante de la
ecuación de Arrhenius

4. SOLUCION:
DATOS
ρref=1.227,4 kg/m³
µref=0,0126 Pa-s
tref=100 s
Tref=25°C
[ C ref]=50%
R=8,314x10-3 kj/mol*K
Viscosidad de aceite de girasol a
diferentes temperaturas
Temperatur
a (°K)
µ (Pa-
s)
ln µ 1/T
298
308
318
328
0,049
0,033
0,024
0,018
-3,01
-3,41
-3,73
-4,01
0,0033
0.0032
0.0031
0.0030

5. Ea/R=3332,4
Ea= 3332,4 * 8,314x10-3
Ea = 27,705 kj/mol

6. VISCOSIMETRO DE CAIDA DE BOLA

7. EJEMPLO:
Para determinar la viscosidad de aceite de girasol se utilizo
un viscosímetro de caída de bola. El viscosímetro tiene una
longitud de tubo de 10 cm y su bola tiene un diámetro de
0,68 mm. El aceite y la bola tienen densidades de 921
kg/m3 y 2.420 kg/m3, respectivamente. Si se tardan 44,5 s
en que la bola caiga desde la parte superior del tubo,
calcular la viscosidad del aceite.

8. SOLUCION:
DATOS
L tubo=10 cm
Dbola=0,68 mm
ρaceite=921 kg/m³
ρbola=2.420 kg/m³
t= 44,5 s

9. VISCOSIMETRO DE CONO Y PLACA

10. EJEMPLO:
Se ha examinado un postre lácteo de vainilla semisólido para determinar sus
propiedades reológicas a 25°C, utilizando un viscosímetro de cono y placa de
50 mm de diámetro y un ángulo de 1°. El postre fue cizallado en el
viscosímetro a una velocidad angular creciente y los valores del par de torsión
en función de la velocidad angular se dan en la tabla. Examinar los modelos
de Newton, de la ley de la potencia y de Herschel-Bulkley para encontrar la
expresión que mejor describe el comportamiento del flujo del postre
Velocidad angular (rad/min) Par de Torsión (N*m)
1,04
15,7
31,4
52,2
73,1
104,4
4,66 x 10 -4
7,62 x 10 -4
9,60 x 10 -4
11,73 x 10 -4
13,56 x 10 -4
15,96 x 10 -4
Valores del par de torsión en función de la velocidad angular
para un postre lácteo de vainilla semisólido en un
viscosímetro de cono y placa

11. SOLUCION:
DATOS
T=25°C
Ω=1°

13. VISCOSIMETRO DE PLACAS PARALELAS

14. EJEMPLO:
Una compañía alimentaria está intentando encontrar una
nueva formulación de sopa en su departamento de
Investigación y Desarrollo. Con este fin se determinan las
propiedades reológicas de la formulación de sopa. En
losestudios reológicos se utiliza un viscosímetro de placas
paralelas con R=25 mm y h=0,7 mm. Para esta formulación,
en la tabla se dan los datos a 15°C, del par de torsión en
función de la velocidad angular. Determinar las constantes
de la ley de la potencia que describen el comportamiento al
flujo de la sopa.

15. SOLUCION:
DATOS
R=25 mm
h=0,7 mm
Valores del par de torsión en función
de la velocidad angular para una
formulación de sopa en un
viscosímetro de placas paralelas
Par de Torsión
(N*m)
Velocidad angular
(rad/min)
0,000821
0,000972
0,001190
0,001723
0,002977
2,3
4
7
18
52

17. GRACIAS POR SU ATENCION