Medidores de viscosidad
La viscosidad de un fluido definida por Newton, es la resistencia que ofrece el fluido al movimiento entre dos placas paralelas separadas por una distancia unidad, una de ellas fija y la otra móvil que se mueve con la unidad de velocidad. Esta resistencia se expresa como cociente entre el esfuerzo cortante por unidad de área (
) y la velocidad cortante por unidad de espesor de la capa de fluido (
). Es decir:
Hagen-Poiseuille definieron la viscosidad en términos más prácticos expresando la relación entre los esfuerzos y las velocidades cortantes para un tubo capilar en la forma siguiente:
en la que:
= Presión diferencial a través del líquido en el tubo capilar
= Radio interior del tubo
= Caudal del fluido
= Longitud del tubo
Existen instrumentos para medir viscosidad llamados viscosímetros, los cuales se dividen en discontinuos y continuos.
Viscosímetros discontinuos que se basan en:
Medir el tiempo que emplea un volumen dado del fluido para descargar a través de un orificio (figura a). El orificio puede sustituirse por un tubo capilar.
Tiempo de caída de una bola metálica o de ascensión de una burbuja de aire en el seno del fluido contenido en un tubo o bien de caída de un pistón en un cilindro (figura b).
Par de resistencia de un elemento estacionario en una taza rotativa que gira a velocidad constante. El par se mide por el desplazamiento angular de un resorte calibrado unido al elemento fijo (figura c).
En los viscosímetros continuos que permiten el control de la viscosidad se encuentran los siguientes:
1. Caída de presión producida por un tubo capilar al paso del fluido que se bombea a caudal constante (figura a) dos tomas situadas antes y después del tubo capilar se conecta a un transmisor de presión diferencial neumático o electrónico.
2. Par de torsión para hacer girar un elemento en el fluido. El elemento de forma dada gira a través de un resorte calibrado por medio de un motor síncrono. El ángulo de desviación en el movimiento entre el eje del motor y el elemento inmerso en el fluido es proporcional a la viscosidad. Este ángulo se mide en desplazamiento de contactos o en variación de resistencia o capacidad (figura b).
3. Rotámetro con flotador sensible a la viscosidad (figura c). Se mantiene un caudal constante del fluido con lo que la posición del flotador depende de la viscosidad. Al rotámetro se le puede acoplar un transmisor neumático o electrónico.
4. Vibraciones o ultrasonidos (figura d). Se mide la energía necesaria para excitar una probeta en vibración continua o que vibra ultrasónicamente en el seno del fluido.
