LABORATORIO N2MECANICA DE FLUIDOS MEDICION DE VISCOSIDADES

PRESENTADO POR:

ANDRES BOLAOS ORDOEZPAOLA ALVARADO GUERREROMARIA CAMILA CORDOBA PUCHANACRISTIAN CALVACHE GOYES

UNIVERSIDAD DE NARIOFACULTAD DE INGENIERIAPROGRAMA DE INGENIERIA CIVILSAN JUAN DE PASTO31 DE AGOSTO DE 2015MEDICION DE VISCOSIDADES

PRESENTADO POR:

ANDRES BOLAOS ORDOEZPAOLA ALVARADO GUERREROMARIA CAMILA CORDOBA PUCHANACRISTIAN CALVACHE GOYES

PRESENTADO A:ING.

UNIVERSIDAD DE NARIOFACULTAD DE INGENIERIAPROGRAMA DE INGENIERIA CIVILSAN JUAN DE PASTO31 DE AGOSTO DE 2015INTRODUCCION

Un fluido es una sustancia que se deforma continuamente bajo la accin de un esfuerzo de corte independiente de la magnitud de dicho esfuerzo, por tanto, en ausencia de ste, no habr deformacin. La viscosidad de un fluido es una medida de su resistencia a la deformacin cortante o angular y puede considerarse como una medida de su resistencia a fluir. La facilidad con que un fluido se derrama es una indicacin de su viscosidad. El aceite fro tiene una resistencia a cortadura y viscosidad altas por ello se derrama de un recipiente con dificultad, mientras que el agua tiene una viscosidad relativamente baja y se derrama con bastante facilidad.

Las fuerzas de friccin en un fluido en movimiento son el resultado de la cohesin y del intercambio de la cantidad de movimiento entre molculas. Al aumentarse la temperatura, la viscosidad de todo lquido disminuye, mientras que la viscosidad de todo gas aumenta. Esto se debe a que la fuerza de cohesin, que disminuye con la temperatura, predomina en los lquidos, mientras que en los gases el factor predominante es el intercambio de molculas entre dos capas de velocidades distintas.

OBJETIVOS

Determinar la viscosidad de algunos fluidos, utilizando el mtodo del viscosmetro de esfera en cada.

Comparar los valores tericos de viscosidad de algunos fluidos con los obtenidos en laboratorio.

MATERIALES

Se usaran los fluidos lquidos de comportamiento newtoniano en este caso se trabajara con los fluidos utilizados en la primera practica de laboratorio entre los cuales estn:

Aceite mineral Aceite vegetal Glicerina

EQUIPOS E INSTRUMENTOS

Probetas graduadas Esferas de acero de varios dimetros Cronmetros Regla Calibrador pie de rey Marcador

MARCO TEORICO

Segn (Simn, 1994), quiz la ms importante propiedad fsica del agua desde el punto de vista de la hidrulica sea su resistencia al cortante o deformacin angular. La medida de la resistencia de un fluido a dicho movimiento relativo se conoce como viscosidad. La viscosidad se define como la capacidad de un fluido para convertir energa cintica, o sea energa de movimiento, a energa calorfica. La energa que se convierte en calor se considera perdida, ya que no puede contribuir a ms movimiento. Puede originar el calentamiento del fluido, o sino; perderse por disipacin en la atmsfera.

La energa requerida para mover una cierta cantidad de agua por una tubera, un canal abierto o una estructura hidrulica se determina por la cantidad de prdidas por cortante viscoso que se encontrarn en el camino. Por consiguiente, la viscosidad del fluido controla inherentemente su movimiento.

Viscosidad dinmica ()

La viscosidad de un fluido lquido es la propiedad que define la cantidad de resistencia opuesta a las fuerzas cortantes, debido a la cohesin entre las partculas del fluido y tambin al intercambio de molculas entre las capas de diferentes velocidades pues al desplazarse unas molculas con relacin a las otras se produce una friccin.

En la figura se ilustra el caso de dos placas paralelas infinitas entre las cuales se encuentra una delgada capa de fluido, una de las placas est estacionaria mientras que la otra se encuentra en movimiento a la velocidad v debido a la aplicacin de la fuerza tangencial F que se corresponde con algn rea A de la placa mvil.

Una condicin fundamental que se presenta cuando un fluido viscoso real est en contacto con una superficie de frontera, es que el fluido tiene la misma velocidad que la frontera ya que las partculas de fluido se adhieren a las paredes; a esta condicin se la denomina condicin de no desplazamiento.

Gradiente de velocidad en un fluido en movimientoViscosidad cinemtica ()

En la mecnica de fluidos a menudo surge la relacin entre la viscosidad absoluta o dinmica (), y la densidad del fluido (). Esta relacin recibe el nombre de viscosidad cinemtica, la cual mide la resistencia de un fluido al fluir debido a su propio peso, y se expresa as:

Las unidades en las que se expresan la viscosidad dinmica y cinemtica en los sistemas de unidades, se resumen en la tabla

Existe una variacin muy significativa de la viscosidad de los fluidos en funcin de la temperatura. En los lquidos al aumentar la temperatura existe una disminucin de la viscosidad dinmica, por el contrario, al aumentar la temperatura en los gases, se incrementa la viscosidad dinmica pues en ellos predomina el intercambio de molculas entre dos capas de velocidades distintas. En la tabla se presentan valores de propiedades fsicas del agua y la viscosidad cinemtica del agua a diferentes temperaturas:

Propiedades fsicas del agua. Unidades del SI

Viscosidad cinemtica del agua

Fluidos newtonianos y no newtonianos

Cualquier fluido que se comporte segn la forma transpuesta de la ecuacin 2.3 (si el esfuerzo cortante de un fluido es directamente proporcional al gradiente de velocidad), recibe el nombre de fluido newtoniano. La viscosidad dinmica es funcin exclusivamente de la condicin del fluido, en particular de su temperatura. La magnitud del gradiente de velocidad no tiene efecto sobre la magnitud de . Los fluidos ms comunes como agua, aire, aceite, gasolina y el petrleo estn clasificados como fluidos newtonianos.

Por el contrario, los fluidos que no se comportan de acuerdo a la ecuacin 2.3 se denominan fluidos no newtonianos y suelen tener una composicin molecular ms compleja. La viscosidad del fluido no newtoniano depende del gradiente de velocidad, adems de la condicin del fluido. La figura ilustra esquemticamente el comportamiento de fluidos newtonianos y no newtonianos: Los fluidos no newtonianos dilatadores o dilatantes, como las arenas movedizas y los lodos, se vuelven ms resistentes al movimiento a medida que aumenta la razn de deformacin. Los fluidos pseudoplsticos, como el plasma sanguneo, el polietileno fundido y las suspensiones acuosas de arcilla, se vuelven menos resistentes al movimiento al aumentar la razn de deformacin. Los fluidos no newtonianos de Bingham o plsticos ideales, como los dentfricos, la pintura, el asfalto y las suspensiones acuosas de sedimentos de aguas residuales, requieren el desarrollo de un nivel significativo de tensin de corte antes de que empiece el flujo. Cuando empieza el flujo se tiene una pendiente de la curva esencialmente lineal.

Tipos de fluidos newtonianos y no newtonianos

En las siguientes tablas se presentan valores tpicos de y/o para diferentes fluidos y aire en condiciones estndar:

Gravedad especfica, viscosidad dinmica y cinemtica de lquidos comunes

Propiedades fsicas del aire a presin atmosfrica

NOTA: Las propiedades del aire en condiciones estndar a nivel del mar son las siguientes:

Temperatura: 15 CPresin: 101.325 kPaDensidad: 1.225 kg/mPeso especfico: 12.01 N/m

PROCEDIMIENTO