Practica 4

PRACTICA 3:
Determinación de
viscosidad Cinemática
Fecha 28/10/2011
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PRACTICA 4: DETERMINACIÒN DE VISCOSIDAD CINEMÁTICA.
DANIEL ARAMBURO
HAROLD ALDANA
PROFESORA
MARIA ISABEL SANABRIA
FUNDACIÓN UNIVERSIDAD DE AMERICA
INGENIERÍA DE PETRÓLEOS
BOGOTÁ
2011

PRACTICA 3:
Determinación de
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1. OBJETIVOS
GENERAL
Determinar la viscosidad cinemática de diferentes líquidos (Crudo de
Tocaria y Lubricante M5) por medio de los viscosímetros Cannon-Fenske.
ESPECIFICOS
 Analizar el comportamiento de una muestra, crudo o lubricante, a
diferentes temperaturas.
 Manipular y comprender el uso adecuado de los viscosímetros
Cannon-Fenske.
 Determinar la viscosidad absoluta de las muestras analizadas en
el laboratorio.
2. FUNDAMENTO CIENTIFICO:
El procedimiento realizado fue la medición del tiempo requerido por una
cantidad específica de líquido, a una temperatura dada, para fluir por
acción de la gravedad a través de un orificio o estrangulamiento de
dimensiones especificas.
Los fundamentos científicos que rigen para este procedimiento son:
 Ley de Poiseuille: Permite determinar el la tasa de flujo de un líquido
incompresible y uniformemente viscoso (fluido Newtoniano) a través
de un tubo cilíndrico circular de sección transversal constante, de la
siguiente manera:
( )
Donde ϕ es el flujo (variación del volumen con respecto al tiempo), r
es el radio interno del orificio, n es la viscosidad dinámica, P es la
presión y h es la altura a la que llega el líquido en el viscosímetro.
 Presión hidrostática: Es la presión que ejerce un fluido en reposo,
sobre los cuerpos sumergidos en el, o sobre las paredes del
recipiente que lo contiene; se define por la formula:

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Donde ρ es la densidad del fluido, g es la aceleración debida a la
fuerza de gravedad y h es la profundidad a la que se encuentra
sumergido el cuerpo que experimenta la presión.
Lo importante de conocer esta formula es que como la altura del
liquido en el viscosímetro Saybolt varia con el tiempo a medida que
este pasa por el orificio, la presión también varia, y mediante esta
formula se puede conocer la variación de la presión con respecto a la
altura que se necesita en la ley de Poiseuille.
Luego conociendo esto y reemplazando en la ecuación de Poiseuille
para luego despejar la viscosidad cinemática tenemos que:
3. FORMULAS Y CONVERSIONES REALIZADAS PARA LA
DETERMINACIÒN DE LOS RESULTADOS.
 °API=(141,5/G.E(60°F))-131,5
 G.E= (masa de la muestra/masa del agua).
 °F=1,8°C+32

U= viscosidad cinemática a 100ºF
L=Viscosidad a 100 ºF de un lubricante con VI=0
D=L-H
H= Viscosidad a 100 ºF de un lubricante con VI=100, y con igual
viscosidad que el lubricante de prueba a 210ºF.
 n= t*k
t=Tiempo en segundos
k=Constante del viscosímetro.
 υ=µ/ρ
 Se uso el método de interpolación para determinar las constantes
de los viscosímetros a las temperaturas obtenidas en laboratorio.
4. REPORTE DE DATOS Y VARIABLES.
 DETERMINACIÓN DE GRAVEDAD API POR EL METODO DEL
PICNOMETRO.
Muestra Temperatura
de prueba
(°F)
Peso
picnómetro
vacio (g)
Peso
picnómetro +
Agua
destilada (g)
Peso
picnómetro+
Muestra(g)
Crudo de
Tocaria
64,4°F 17,389g 41,80g 39,02g
Lubricante
M5
64,4°F 17,389g 41,80g 39,058g

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Gravedad especifica
(Calculada)
Gravedad API (°API)
0,8861 28,2°API
0,8876 28°API
 DETERMINACIÓN DE VISCOSIDAD CINEMATICA PARA LIQUIDOS
CLAROS.
Muestra Temperatura
(Ideal/Real) (°F)
Tamaño del
viscosímetro
Tiempo (s)
Lubricante M5 Ambiente/60,8°F 450 213s
Lubricante M5 104°F/104°F 400 155s
 DETERMINACION VISCOSIDAD CINEMATICA PARA LIQUIDOS
OSCUROS.
Muestra Temperatura
(Ideal/Real)(°F)
Tamaño del
viscosímetro
Tiempo C
(s)
Tiempo D
(s)
Crudo de
Tocaria
Ambiente/60,8°F 200 362s 475s
Crudo de
Tocaria
104°F/104°F 150 188s 241s
Crudo de
Tocaria
140°F/140°F 100 252s 325s
5. REPORTE DE RESULTADOS
 DETERMINACIÒN DE GRAVEDAD API (Método del picnómetro).
(66ºF)
MUESTRA GRAVEDAD ESPECIFICA
(Calculada)
GRAVEDAD API
(Calculada)
Tocaría 0.8861 28.18 ºAPI
Lubricante
M5
0.8877 27.90 ºAPI
 CONSTANTES DE VISCOSIMETRO A TEMPERATURAS
UTILIZADAS
LIQUIDOS CLAROS
TEMPERATURA (ºC) VISCOSIMETRO CONSTANTE DE
VISCOSIMETRO
(cSt/s)

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18 450 2.4718
40 400 1.1690
60 350 0.4775
70 300 0.2462
LIQUIDOS OPACOS
TEMPERATURA (ºC) VISCOSIMETRO CONSTANTE DE
VISCOSIMETRO
(cSt/s)
C D
18 200 0.0945 0.0716
40 150 0.0333 0.0261
60 100 0.0151 0.0113
 DETERMINACIÒN VISCOSIDAD CINEMÁTICA Y ABSOLUTA
MUESTRA TEMPERATURA VISCOSIDAD
CINEMÁTICA υ
(cSt)
VISOSIDAD
ABSOLUTA
μ (cP)
C D
Tocaría 64ºF 34.21 34.75 29.83
Tocaría 100ºF 6.27 6.28 5.43
Tocaría 140ºF 3.8 3.7 3.24
Lubricante M5 64ºF 521.55 452.06
Lubricante M5 104ºF 120.41 104.36

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 GRAFICAS
- Muestra Crudo Tocaría.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 20 40 60 80 100 120 140 160
ViscosidadCinemática(cST)
Temperatura (ºF)
VISCOSIDAD CINEMATICA v.s.
TEMPERATURA
0
5
10
15
20
25
30
35
0 20 40 60 80 100 120 140 160
ViscosidadAbsoluta(cP)
Temperatura (ºF)
VISCOSIDAD ABSOLUTA v.s.
TEMPERATURA

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- Muestra Lubricante M5
6. ANALISIS DE RESULTADOS.
 La gravedad API calculada para el crudo tocaría fue de 28.18 ºAPI, lo
que comprueba la hipótesis planteada por el grupo de trabajo en las
practicas anteriores de que lo anterior puede deberse a el manejo que
los grupos de trabajo le han dado al crudo, teniendo en cuenta que
este es calentado y mezclado con varias sustancias, lo que puede
llegar a cambiar sus propiedades.
 La viscosidad cinemática y la viscosidad absoluta tiene valores muy
cercanos para cada uno de los fluidos utilizados, lo anterior se debe a
que la densidad de estos es muy cercana a 1 g/cm3
.
0
100
200
300
400
500
600
0 50 100 150 200
ViscosidadCinemática(cSt)
Temperatura (ºF)
VISCOSIDAD CINEMATICA v.s.
TEMPERATURA
0
100
200
300
400
500
0 50 100 150 200
VISCOSIDADABSOLUTA(cP)
TEMPERATURA (ºF)
VISCOSIDAD ABSOLUTA v.s
TEMPERATURA

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 La dependencia de la viscosidad con respecto a la temperatura es
una relación de proporcionalidad inversa, es decir a mayor
temperatura menor será la viscosidad de un fluido en general. Lo
anterior se puede observar claramente en las graficas de viscosidad
v.s. temperatura realizadas para cada uno de los fluidos.
 El lubricante utilizado esta entre el rango de viscosidad establecido
para lubricantes SAE30 (86.6 cSt - 125.5 cSt a 100ºF).
7. EQUIPOS USADOS EN LA ACTUALIDAD.
 INSTRUMENTO DE MEDICIÓN DE TIEMPO DE FLUJO PARA
MEDIR LA VISCOSIDAD.
ISO 2431 Model 243 T.
 Determinación objetiva del tiempo del flujo para las medidas de
viscosidad usando las tazas estandarizadas del flujo. Incluyendo
los anillos del baño y del adaptador de la temperatura para las
diversas tazas del flujo.
 Secuencia de medición automática con la detección óptica de la
corriente de la emanación de la muestra.
 El flujo mide el tiempo de hasta 200s que se puede leer en el
LCD con una exactitud de 0.01s
 ANALIZADOR DE VISCOSIDAD CINEMATICA AUTOMATICO,
SISTEMA DUAL

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 Determinación totalmente automática de viscosidad en aceites
lubricantes y otros derivados de petróleo.
 Medición electrónica a través de termistores de la velocidad de
flujo en ±0.001 segundos.
 Los sensores termistores y sus circuitos asociados proveen
lecturas precisas independientemente del color o la conductividad
eléctrica de la muestra. Líquidos opacos pueden ser medidos con
idéntica precisión.
 Cumple todos los requerimientos de ASTM D445
Cada tubo posee un rango de 3 dígitos (por ej. 0,5 a 50 cSt, 1 a
100 cSt, 6 a 600 cSt), proveyendo flexibilidad al seleccionar el
tubo apropiado para un determinado tipo de muestras.
 Un rango de viscosidad
cinemática de 0,5 a 5000 cSt
puede cubrirse para un mismo
baño seleccionando dos tubos
con rangos
complementarios.
8. ANEXOS

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9. BIBLIOGRAFIA.
 ASTM International. Standard Test Method for Kinematic Viscosity of
Transparent and Opaque Liquids (and Calculation of Dynamic
Viscosity) D-445
 ASTM International (2007). Standard Specifications and Operating
Instructions for Glass Capillary Kinematic Viscometers D446
 Gwidon W. Stachowiak, Andrew W. Batchelor. Science Direct.
Engineering Tribology (Third Edition), 2006, Pages 11-50
 Guías de laboratorio de crudos y aguas.
EL PRECIO DEL PETROLEO WTI AL CIERRE DE LA JORNADA EL
06/10/2011 FUE DE USD 79.68 EL BARRIL
Viscosímetro Cannon-Fenske
para líquidos claros.
Viscosímetro Cannon-Fenske
para líquidos opacos.

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