HERRAMIENTA DE INGENIERÍA
Calculadora y conversor de
La unidad de viscosidad dinámica en el SI es el pascal segundo (Pa·s), y la más usada es el centipoise: 1 cP = 1 mPa·s. La viscosidad cinemática tiene el m²/s como unidad SI y se mide en centistokes: 1 cSt = 1 mm²/s. Para convertir cSt a cP, multiplique por la densidad en g/cm³ a la misma temperatura.
En resumen
- Viscosidad dinámica: unidad SI Pa·s; en la práctica, el centipoise, con 1 cP = 1 mPa·s = 0,001 Pa·s y 1 P = 100 cP.
- Viscosidad cinemática: unidad SI m²/s; en la práctica, el centistokes, con 1 cSt = 1 mm²/s y 1 St = 100 cSt. Es la que entra en los cálculos de bomba y de pérdida de carga.
- cSt a cP: cP = cSt × densidad en g/cm³, a la misma temperatura. El agua a 20 °C tiene 1,0016 cP y 1,003 cSt (NIST).
- Identifique Saybolt Universal o Furol en el documento. Convertir unidades no calcula el efecto de cambiar la temperatura.
- En FBE, el límite de viscosidad depende del diámetro y la velocidad. Informe las condiciones del líquido para seleccionar el modelo; los máximos de la serie no aplican a todas las bombas.
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Respuestas para orientar su elección
¿Cuál es la unidad de viscosidad?
Depende de la magnitud. La viscosidad dinámica tiene unidad SI pascal segundo (Pa·s), y en la práctica se usa el centipoise (cP), igual a 1 mPa·s; el poise vale 0,1 Pa·s. La viscosidad cinemática tiene unidad SI m²/s, y en la práctica se usa el centistokes (cSt), igual a 1 mm²/s; el stokes vale 0,0001 m²/s. El SSU (segundos Saybolt Universal) mide la viscosidad Saybolt como tiempo de escurrimiento y no es unidad SI.
¿cP y mPa·s son lo mismo?
Sí: 1 cP = 1 mPa·s = 0,001 Pa·s, según la NIST SP 811. Del mismo modo, 1 cSt = 1 mm²/s. Lo que no es igual es cP y cSt: pasar de uno a otro exige la densidad del fluido a la misma temperatura.
¿Qué unidad de viscosidad debo usar para especificar una bomba?
Envíe la unidad de la ficha y su temperatura correspondiente. Informe también las condiciones de arranque, que pueden diferir de la operación. Ingeniería puede evaluar conversiones y datos adicionales para comparar bombas.
Datos para analizar viscosidad
Use los datos siguientes para iniciar el análisis con el equipo técnico.
Lleve su punto de operación a ingeniería
Envíe la ficha del fluido con el valor, la unidad y la temperatura de medición. La ingeniería de FB Bombas revisa la conversión entre cSt, cP y SSU a la temperatura de bombeo y usa esos datos para indicar la serie y el modelo.
La selección depende de las condiciones del proceso y de la confirmación de los datos. El alcance del análisis y del suministro se definirá durante la atención.
Datos para el análisis
- Fluido y temperatura real de bombeo
- Valor y unidad que tiene (cSt, SSU o cP)
- Densidad del fluido en g/mL, si se conoce (necesaria para el cP)
- Aplicación (transferencia, dosificación, quema, lubricación…) — para que la ingeniería ya indique la serie
Cómo convertir cSt a cP
La viscosidad dinámica (cP) y la cinemática (cSt) se relacionan por la densidad del fluido a la misma temperatura. El SSU es otra cosa: un tiempo de escurrimiento en segundos, que solo se convierte a cSt según el método y la temperatura de la medición.
cP = cSt × ρρ es la densidad en g/cm³ (lo mismo que g/mL) a la misma temperatura. Ejemplo: 100 cSt con ρ = 0,90 g/cm³ dan 100 × 0,90 = 90 cP.
cSt = cP ÷ ρDivida por la densidad a la misma temperatura. Agua a 20 °C (NIST): 1,0016 cP ÷ 0,99821 g/cm³ = 1,003 cSt.
cSt ↔ SSU (ASTM D2161)La conversión usa las tablas y ecuaciones de la ASTM D2161, a la misma temperatura. Indique si el valor es Universal o Furol; un multiplicador único no sirve para todo el rango.
Unidades de viscosidad
La viscosidad aparece en dos magnitudes. La dinámica (o absoluta) mide la resistencia del fluido al escurrimiento y tiene unidad SI Pa·s. La cinemática es la dinámica dividida por la densidad y tiene unidad SI m²/s. Los factores de la tabla son los de la guía NIST SP 811 (Apéndice B.9).
| Unidad | Símbolo | Magnitud | Equivalencia |
|---|---|---|---|
| pascal segundo | Pa·s | Dinámica | Unidad SI |
| poise | P | Dinámica | 1 P = 0,1 Pa·s = 100 cP |
| centipoise | cP | Dinámica | 1 cP = 0,001 Pa·s = 1 mPa·s |
| milipascal segundo | mPa·s | Dinámica | 1 mPa·s = 1 cP |
| libra-fuerza segundo por pie cuadrado | lbf·s/ft² | Dinámica | 1 lbf·s/ft² = 47,88026 Pa·s |
| metro cuadrado por segundo | m²/s | Cinemática | Unidad SI |
| stokes | St | Cinemática | 1 St = 0,0001 m²/s = 100 cSt |
| centistokes | cSt | Cinemática | 1 cSt = 0,000001 m²/s = 1 mm²/s |
| milímetro cuadrado por segundo | mm²/s | Cinemática | 1 mm²/s = 1 cSt |
| pie cuadrado por segundo | ft²/s | Cinemática | 1 ft²/s = 0,09290304 m²/s |
| segundo Saybolt Universal | SSU (SUS) | Tiempo de escurrimiento | No es unidad SI; se convierte desde cSt por la ASTM D2161, a la misma temperatura |
Viscosidad del agua en cP por temperatura
A 20 °C, el agua tiene 1,0016 cP (1,003 cSt); a 80 °C, 0,354 cP, cerca del 35% del valor a 20 °C. Los valores son del agua líquida a 0,101325 MPa (1 atm), del NIST Chemistry WebBook: viscosidad por la formulación IAPWS 2008 y densidad por la IAPWS-95. La columna en cSt es la viscosidad dinámica dividida por la densidad, y la última fila, 99,974 °C, es la ebullición a 1 atm.
| Temperatura (°C) | Viscosidad dinámica (cP = mPa·s) | Densidad (kg/m³) | Viscosidad cinemática (cSt = mm²/s) |
|---|---|---|---|
| 0,01 | 1,7911 | 999,84 | 1,791 |
| 10 | 1,3059 | 999,70 | 1,306 |
| 20 | 1,0016 | 998,21 | 1,003 |
| 30 | 0,79722 | 995,65 | 0,8007 |
| 40 | 0,65273 | 992,22 | 0,6578 |
| 50 | 0,54652 | 988,04 | 0,5531 |
| 60 | 0,46604 | 983,20 | 0,4740 |
| 70 | 0,40355 | 977,76 | 0,4127 |
| 80 | 0,35405 | 971,79 | 0,3643 |
| 90 | 0,31418 | 965,31 | 0,3255 |
| 99,974 | 0,28166 | 958,37 | 0,2939 |
Cómo preparar la ficha del fluido
Conserve el valor original y sus condiciones de medición. Ingeniería necesita estos datos para interpretar viscosidad y confirmar si corresponde convertirla.
| Dato | Qué enviar | Condición necesaria |
|---|---|---|
| Viscosidad | Valor original y unidad | Temperatura y método de medición |
| Densidad | Valor y unidad de la ficha | Misma temperatura que la viscosidad |
| Proceso | Fluido, composición y aplicación | Condiciones de arranque y operación |
Viscosidad máxima de la FBE por diámetro
En la bomba de engranajes externos FBE, la viscosidad máxima de la tabla de selección del manual MTEC-01/01 (Tabla 2) se da en SSU y cambia con el diámetro. En los rangos altos, la rotación baja de 1.750 rpm hasta 150 rpm, con polea o reductor. Para comparar un valor en cSt o cP, la ingeniería lo convierte a la temperatura de bombeo.
| Diámetro | Viscosidad máxima (SSU) |
|---|---|
| 1/8″ a 1/4″ | 2.500 |
| 3/8″ a 1″ | 7.500 |
| 1.1/2″ a 2″ | 50.000 |
| 3″ a 6″ | 100.000 |
El límite del diámetro no aprueba cualquier líquido: composición, sólidos, temperatura, succión, presión y materiales también entran en la selección.
Evalúe viscosidad junto con caudal, presión, temperatura, materiales y régimen. Compare curvas corregidas de centrífugas y límites por modelo de bombas de engranajes; no use un corte fijo de viscosidad como selección automática.
Preguntas Frecuentes
¿Qué es el centipoise (cP) y cuánto vale en mPa·s?
El centipoise es la unidad práctica de viscosidad dinámica: 1 cP = 0,001 Pa·s = 1 mPa·s, según la NIST SP 811. Por eso cP y mPa·s son intercambiables: 350 cP son 350 mPa·s o 0,35 Pa·s. Como referencia, el agua a 20 °C tiene 1,0016 cP según el NIST.
¿Qué significa cSt en viscosidad?
cSt es el centistokes, unidad práctica de viscosidad cinemática: 1 cSt = 1 mm²/s = 0,000001 m²/s. En la ficha técnica, registre el valor en cSt junto con la temperatura de medición: sin ella, el número no sirve para seleccionar la bomba, porque la viscosidad cambia con la temperatura.
¿Cómo convertir cSt a cP?
Multiplique la viscosidad cinemática en cSt por la densidad en g/cm³ a la misma temperatura: cP = cSt × ρ. Ejemplo: 100 cSt con densidad de 0,90 g/cm³ dan 90 cP. En sentido inverso, cSt = cP ÷ ρ. Sin la densidad a la misma temperatura, cSt y cP no pueden tratarse como equivalentes; solo quedan cerca cuando la densidad es próxima a 1 g/cm³, como en el agua.
¿Cuál es la viscosidad del agua en cP?
Según el NIST Chemistry WebBook (formulación IAPWS 2008, a 1 atm), el agua tiene 1,7911 cP a 0,01 °C, 1,0016 cP a 20 °C, 0,65273 cP a 40 °C, 0,46604 cP a 60 °C y 0,35405 cP a 80 °C. En viscosidad cinemática, son 1,003 cSt a 20 °C. La tabla de esta página trae los valores cada 10 °C hasta la ebullición.
¿Cuál es la diferencia entre viscosidad cinemática (cSt), dinámica (cP) y Saybolt (SSU)?
La viscosidad dinámica expresa resistencia al flujo; la cinemática es la dinámica dividida por densidad. Con cP, cSt y g/mL, la relación es cP = cSt × densidad. Saybolt Universal expresa una medición en segundos presente en documentos de fluidos. La conversión debe respetar temperatura de referencia y método aplicable.
¿Cómo convertir SSU a cSt (y cSt a SSU)?
La ASTM D2161 trae las tablas y ecuaciones para convertir la viscosidad cinemática en mm²/s (cSt) a segundos Saybolt Universal (SSU) a la misma temperatura, y también a Saybolt Furol. Identifique si el valor es Universal o Furol e informe la temperatura original. La conversión de unidades no estima la viscosidad a otra temperatura. La tabla de selección de la FBE está en SSU: envíe el valor que tiene, y la ingeniería hace la conversión.
¿Cómo influye la viscosidad en la selección de la bomba?
La viscosidad afecta pérdidas, potencia y succión. En centrífugas puede requerir corrección de la curva con agua; en desplazamiento positivo también altera pérdidas internas y potencia. Compare modelos al mismo caudal, presión y temperatura. La elección entre FBCN, FBE y FBEI depende del proceso, sin un corte universal de viscosidad.
¿La viscosidad cambia con la temperatura?
Sí. En el agua, según el NIST, la viscosidad baja de 1,7911 cP a 0,01 °C a 0,28166 cP a 99,974 °C, más de seis veces menos. Use la ficha del fluido en condiciones de arranque y operación, sin suponer que una conversión de unidades proyecte esa variación. Para Saybolt, conserve la temperatura e identifique Universal o Furol y el método aplicable.
¿Cuál es la viscosidad máxima que la bomba de engranajes FBE bombea?
La tabla FBE indica hasta 100.000 SSU para diámetros de 3 a 6 pulgadas, con velocidad asociada al rango de viscosidad. Los menores tienen límites propios. Este dato no valida cualquier líquido: composición, sólidos, temperatura, succión, presión y compatibilidad de materiales también requieren revisión de ingeniería.
ASTM D2161: alcance de conversión Saybolt (en inglés)
Hydraulic Institute: viscosidad y densidad (en inglés)
NIST SP 811, Apéndice B.9: factores de conversión de viscosidad (en inglés)
NIST Chemistry WebBook: propiedades termofísicas del agua (en inglés)
La conversión Saybolt se define a una temperatura de referencia; el valor de proyecto debe ser siempre la viscosidad a la temperatura real de bombeo. El dimensionamiento definitivo de la bomba lo cierra la ingeniería de FB Bombas en la propuesta técnica.
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