Diseño y construcción de un banco de pruebas para ensayos de viscosidad
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Date
2024-08
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
The design and construction of a descending sphere viscometer was carried out to be used as
support material for the studies of the fluid laboratory of the Mechanics Degree of the Technical
University of Ambato so that it is easy to operate and maintain.
The project was carried out based on research on viscosity and how to measure it, information
was consulted on the types of viscometers most used by industries; The ISO12058-1 standard
was reviewed, which indicates the inclination of the tube, the recommended size of the spheres
and the distance of the sensors. After having obtained all the necessary information, we
continued with the design of the device, then acquired the necessary materials for its
installation. construction such as the Liebig tube, servomotor, steel spheres, sensors and the
microcontroller, essential devices in the operation of the viscometer, once built, the operation
of the device was programmed, which is managed from the control box; It was verified that the
device did not have cracks through which the fluid could escape. Initial tests were carried out
with distilled water with which the operation of the sensors was also verified, whose error
cannot exceed 2 percent. Finally, 20w50 oil was experimented at 40 degrees Celsius using SAE
40 oil at 40 degrees Celsius as calibration fluid.
As a result, it was proven that the device performs its main function of measuring the fall time
of the sphere, and then using the Stokes equation to determine the viscosity of the measured
fluid.
Description
El diseño y construcción de un viscosímetro de esfera descendente se realizó para ser utilizado
como material de apoyo para los estudios del laboratorio de fluidos de la Carrera de Mecánica
de la Universidad Técnica de Ambato para que sea de fácil operación y mantenimiento.
El proyecto se realizó partiendo de la investigación sobre la viscosidad y como medirla, se
consultó información sobre los tipos de viscosímetros más utilizados por las industrias; se
revisó la norma ISO12058-1 la cual indica la inclinación del tubo, el tamaño recomendado de
las esferas y la distancia de los sensores, tras haber obtenido toda la información necesaria se
continuó con el diseño del dispositivo, posteriormente adquirir los materiales necesarios para
su construcción como el tubo Liebig, servomotor, esferas de acero, sensores y el
microcontrolador, dispositivos esenciales en el funcionamiento del viscosímetro, una vez
construido se procedió a programar el funcionamiento del dispositivo el cual es manejado desde
la caja de control; se comprobó que el dispositivo no tuviese fisuras por donde escape el fluido.
Se realizaron pruebas iniciales con agua destilada con la cual también se verifico el
funcionamiento de los sensores, cuyo error no puede superar el 2 por ciento. Finalmente, se
experimentó con aceite 20w50 a 40 grados centígrados usando el aceite SAE 40 a 40 grados
centígrados como fluido de calibración.
Como resultado, se comprobó que el dispositivo realiza su función principal de medir el tiempo
de caída de la esfera, para luego utilizar la ecuación de Stokes para determinar la viscosidad del
fluido medido.
Keywords
VISCOSÍMETRO, ESFERA DESCENDENTE, SENSORES, VISCOSIDAD, SERVOMOTOR, TUBO LIEBIG