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Modelo experimental para estimar la viscosidad de fluidos no newtonianos: ajuste a expresiones matemáticas convencionales.

  • Autores: Guillem Masoliver i Marcos, Modesto Pérez Sánchez Árbol académico, Petra Amparo López Jiménez Árbol académico
  • Localización: Modelling in Science Education and Learning, ISSN-e 1988-3145, Vol. 10, Nº. 1, 2017, págs. 5-18
  • Idioma: español
  • DOI: 10.4995/msel.2017.5901
  • Títulos paralelos:
    • Experimental model for non-Newtonian fluid viscosity estimation: Fit to mathematical expressions
  • Enlaces
  • Resumen
    • español

      En el presente artículo se detalla el proceso de construcción de un viscosímetro desarrollado en colaboración con un alumno de proyecto final de carrera de ingeniería, para que los alumnos de primeros cursos conozcan la naturaleza de diferentes fluidos a través de la viscosidad de flujos newtonianos y no newtonianos. La determinación de la viscosidad es fundamental para conocer el comportamiento de los fluidos en cuanto a sus propiedades físicas y reológicas, con grandes implicaciones en aspectos de ingeniería como la fricción o su capacidad de lubricación. Con el presente desarrollo, se propone a los alumnos una metodología para caracterizar la viscosidad de tres fluidos (agua, kétchup y maicena líquida) de diferente naturaleza, basado en un desarrollo experimental que permite conocer el esfuerzo cortante frente a la velocidad de deformación realizada sobre los mismos, bajo diferentes condiciones térmicas. Finalmente se aplica un ajuste matemático sencillo a las funciones que representan dicha viscosidad encontrando un buen ajuste para las mismas, con un R2 mayor que 0.88 en todos los casos.

    • English

      The  construction  process  of  a  viscometer,  developed  in  collaboration  with  a  final  project  student,  is  here  presented.  It  is  intended  to  be  used  by   first  year's  students  to  know  the  viscosity  as  a  fluid  property, for  both  Newtonian  and  non-Newtonian  flows.  Viscosity  determination  is  crucial  for  the  fluids  behaviour knowledge  related  to  their  reologic  and  physical  properties.  These  have  great  implications  in  engineering aspects  such  as  friction  or  lubrication.  With  the  present  experimental  model  device  three  different fluids are  analyzed  (water,  kétchup  and  a  mixture  with  cornstarch  and  water).  Tangential stress is measured versus velocity in order to characterize all the fluids in different thermal conditions. A mathematical fit process is proposed to be done in order to adjust the results to expected analytical expressions, obtaining good results for these fittings, with R2 greater than 0.88 in any case.

  • Referencias bibliográficas
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