informe practica 1 estatica de los fluidos

7/25/2019 Informe Practica 1 Estatica de Los Fluidos

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UNIVERSIDAD DE CARABOBO.

FACULTAD DE INGENIERIA.

ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA.

DEPARTAMENTO DE TERMICA Y ENERGETICALABORATORIO DE MECNICA DE LOS FLUIDOS.

Practica No.: 1

Ttulo de la Prctica Densidad y Viscocidad__

Nombre y Apellidos: Sergio Liberati 24.423.357

Oriel Hidalgo 25.590.963

Manuel Prado 25.054.014

Seccin: 10

Profesor: Damelys Zabala________________________

Valencia 24 de junio de 2016


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1. INTRODUCCINLa densidad (del latn denstas, -tis) es unamagnitud escalar referida a la cantidad demasa en un

determinadovolumen de unasustancia.Usualmente se simboliza mediante la letra rhodelalfabeto

griego.La densidad media es la razn entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

El principio de Arqumedes es un principio fsico que afirma que: Un cuerpo total o parcialmente

sumergido en unfluido en reposo, recibe unempuje de abajo hacia arriba igual alpeso delvolumen delfluido que desaloja. Este principio se ha utilizado durante aos para el desarrollo de diversas tecnologas

e instrumentos.

La viscosidad de un fluido es una medida de su resistencia a las deformaciones graduales producidas

por tensiones cortantes o tensiones de traccin. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal.La viscosidad nula solamente aparece en superfluidos a temperaturas muy bajas. El resto de fluidos

conocidos presentan algo de viscosidad. Sin embargo, el modelo de viscosidad nula es una aproximacin

bastante buena para ciertas aplicaciones.

La viscosidad de algunos fluidos se mide experimentalmente con viscosmetros y remetros. La

parte de la fsica que estudia las propiedades viscosas de los fluidos es la reologa.

2.

OBJETIVOS

Objetivo General Determinar la densidad, volumen especfico y peso especfico mediante el uso de un densmetro.

Determinar la viscosidad cinemtica por medio de un viscosmetro capilar.

Objetivos Especficos Conocer el funcionamiento y utilidad de un densmetro.

Calcular la densidad de un fluido experimentalmente y con el uso de ecuaciones.

Comparar resultados obtenidos con datos estndar.

Conocer el funcionamiento y utilidad del viscosmetro capilar de tipo Cannon-Fenske Determinar la variacin en la viscosidad cinemtica de un fluido de segn a la temperatura

3. LISTA DE MATERIALES Y EQUIPOS

Materiales Agua destilada

Fluido de estudio (Etilenglicol)

Aceite vegetal

Jabn liquido

Papel absorbente

Equipos Recipiente de lquido graduado

Densmetro. Apreciacin: 0.001

Viscosmetro capilar Cannon-Fenske. Serie 200. Constante K=0.1055 cSt/s

Base de viscosmetro

Equipo de bao trmico. Apreciacin: 0.1(C)

Cronometro. Apreciacin: 0.01 (s)
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Perilla de succin

4. MARCO TERICO

Actividad N 1: Clculo de la densidad de un fluido

La densidad de un fluido, que se denota por (rho griego en minsculas), es su masa por unidad devolumen. La densidad es muy variable en los gases y aumenta casi proporcionalmente al nivel de presin.La densidad en lquidos es casi constante; la densidad del agua (aproximadamente 1000 kg/ m3) aumentaslo el 1 por ciento si la presin se incrementa en un factor de 220. Por lo tanto los flujos ms lquidos

son tratados analticamente como casi "incompresibles". En general, los lquidos son alrededor de tres

rdenes de magnitud ms densos que los gases a presin atmosfrica. El lquido ms pesado comn es el

mercurio, y el gas ms ligero es hidrgeno. [1]

El peso especfico de un fluido, que se denota por (gamma griega minscula), es su peso por unidadde volumen. Del mismo modo que una masa tiene un peso W=m*g, densidad y peso especfico estn

simplemente relacionados por la gravedad local = . Las unidades son de peso por unidad devolumen, en lbf/pie3 o N/m3. En la gravedad terrestre estndar, g=32.174pies/s2=9.807m/s2.

Gravedad especfica, denotada por SG, es la relacin de la densidad un de fluido a un fluido dereferencia estndar, agua (para lquidos) y aire (para los gases):

=

=

1.205/

=

@4=

1000/

El densmetro (figura 1) es un instrumento graduado basado en el principio de Arqumedes, utilizado

para medir la densidad de un lquido.

Figura 1. Densmetro graduadoActividad N 2: Clculo de la viscosidad de un fluido

La viscosidad de unfluido es una medida de su resistencia a las deformaciones graduales producidas

portensiones cortantes otensiones de traccin.La viscosidad se corresponde con el concepto informal

de "espesor".

La viscosidad es una propiedad fsica caracterstica de todos los fluidos que emerge de

las colisiones entre las partculas del fluido que se mueven a diferentes velocidades, provocando una

resistencia a su movimiento. Cuando un fluido se mueve forzado por un tubo, las partculas que
https://es.wikipedia.org/wiki/Fluidohttps://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_cortantehttps://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_de_tracci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Emergencia_(filosof%C3%ADa)https://es.wikipedia.org/wiki/Choque_(f%C3%ADsica)https://es.wikipedia.org/wiki/Punto_materialhttps://es.wikipedia.org/wiki/Punto_materialhttps://es.wikipedia.org/wiki/Choque_(f%C3%ADsica)https://es.wikipedia.org/wiki/Emergencia_(filosof%C3%ADa)https://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_de_tracci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_cortantehttps://es.wikipedia.org/wiki/Fluido


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componen el fluido se mueven ms rpido cerca del eje longitudinal del tubo, y ms lentas cerca de las

paredes. Por lo tanto, es necesario que exista una tensin cortante (como una diferencia depresin)para

sobrepasar la resistencia de friccin entre las capas del lquido, y que el fluido se siga moviendo por eltubo. Para un mismo perfil radial de velocidades, la tensin requerida es proporcional a la viscosidad del

fluido.

El viscosmetro Cannon-Fenske de rutina, mide la viscosidad cinemtica de lquidos newtonianostransparentes de acuerdo con la norma ASTM D445 e ISO 3104. El volumen mnimo de la muestra esde 7 ml. La profundidad mnima del bao es de 203 mm (8 pulgadas). Ambos viscosmetros calibrados

y no calibrados estn disponibles. Los viscosmetros calibrados incluyen un certificado de calibracin y

hoja de instrucciones.

5. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Actividad N 1: Clculo de la densidad de un fluido1. Se llena el recipiente graduado con el fluido de estudio (agua destilada)2. Se obtiene la temperatura del fluido con un termmetro

3.

Se introduce el densmetro y se aprecia la gravedad especfica del fluido de estudio, se toma nota dela misma una vez que el densmetro se detenga y quede estable.4. Se vaca el recipiente y se limpian los instrumentos

5. Se repite el procedimiento para el segundo fluido de estudio (aceite vegetal)

6. Se calculan las densidades y pesos especficos para ambos fluidos con el uso de ecuaciones7. Se comparan los datos obtenidos con datos estndares.

Actividad N 2: Clculo de la viscosidad de un fluido1. Se enciende el equipo de bao trmico y se ubica a una temperatura de deseada.

2. Se introduce el viscosmetro Cannon-Fenske dentro del bao trmico (con el fluido de estudio ya

dentro del viscocimetro).

3.

Se succiona el fluido de estudio (una vez que el bao trmico haya alcanzado la temperatura deseada)con el uso de una perilla de succin, hasta que dicho fluido supere la marca superior del viscosmetro

4. Se libera la succin, permitiendo el flujo libre del fluido.

5. Se toma el tiempo (con el uso de un cronmetro) que tarda el fluido en recorrer la distancia desde laprimera marca (superior) hasta la marca inferior.

6. Se repite el procedimiento anterior (tomar entre 2 y 3 mediciones)

7. Se repiten todos los pasos anteriores con una temperatura distinta.8. Se calcula la viscosidad cinemtica del fluido segn la ecuacin correpondiente.

6. TABLA DE DATOS

Actividad N 1: Clculo de la densidad de un fluidoEn la tabla 1 se muestran los datos obtenidos en la prctica

Tabla 1. Gravedad Especifica de los Fluidos de estudio

Fluido de estudio SG Temperatura (C)

Agua destilada 0.997 19

Aceite 0.915 19

Actividad N 2: Clculo de la viscosidad de un fluido
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En la tabla 2 se muestran los datos obtenidos en la prctica

Tabla 2. Tiempo de recorrido a distintas temperaturas

Temperatura (C)Toma de

tiempo 1 (s)

Toma de

tiempo 2 (s)

Tiempo

promedio (s)

40 8.9 8.97 8.935

48.1 8.17 8.28 8.225

7.

DESARROLLO DE LOS EJERCICIOS PRACTICOS

Actividad N 1: Clculo de la densidad de un fluidoA continuacin se presentan los clculos de la densidad y peso especfico de los fluidos de estudio

=

@4 = @4 = 1000/

= 0.997 1000

=997

= 0.915 1000

=

915

Para el peso especfico se utilizara gravedad estndar de 9.807m/s^2

= = 9.807/

= 9.807

=

997

9.807

=

9777.58

= 915

=

915

9.807

=

8973.41

Actividad N 2: Clculo de la viscosidad de un fluidoSe utiliz un viscosmetro Cannon-Fenske serie 200 cuya constante K es 0.1055cSt/s. Tenemos quela viscosidad cinemtica del flujo de estudio viene expresada por:

= =0.1055

[]

@=0.1055

8.935 = 0.9426

@.=0.1055

8. = 0.8677

8. ANLISIS DE RESULTADOS

Actividad N 1: Clculo de la densidad de un fluidoSe comparan los resultados obtenidos con datos estndares de densidad (Tabla A1 y A3 [1]) y se

observa lo siguiente:

@19(practica)=

; @19()=

.

@19(practica)=

; @19()=


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Se puede apreciar que las diferencias son menores al 1.5%, estas pueden deberse a la apreciacin

del instrumento, defectos visuales en la lecturas generados por capilaridad del agua circundante. En el

caso del aceite es posible que haya perdido propiedades propias con el transcurso del tiempo.


Se apreci que la viscosidad cinemtica del fluido estudiado disminuy al aumentar la temperatura.Un aumento de 8.1C ocasion una disminucin en la viscosidad cinemtica de 0.0749, una reduccin

de casi 8%.

9. CONCLUSIONES La exactitud suministrada por un densmetro de apreciacin 0.001 es bastante confiable, arrojando

errores menores al 1.5%.

Fluidos como aceites pueden perder propiedades con el transcurso del tiempo (como la densidad por

ejemplo)

La viscosidad cinemtica de un fluido puede obtenerse mediante un viscosmetro Cannon-Fenske con

bastante precisin.

La temperatura influye directamente sobre la viscosidad cinemtica de un fluido La viscosidad cinemtica del fluido estudiado es inversamente proporcional a la temperatura del

mismo (a mayor temperatura, menor viscosidad cinemtica)

10.RECOMENDACIONES

Actividad N 1: Clculo de la densidad de un fluido Conocer previamente las caractersticas de cada fluido estudiado.

Realizar de dos a tres mediciones por cada fluido, y estimar un promedio de stas.


Utilizar viscosmetros Cannon-Fenske de serie adecuada a la viscosidad del fluido (evitar utilizarfluidos que fluyan muy rpidamente en el viscosmetro).

Realizar de 2 a 4 mediciones de tiempo de recorrido por cada fluido de estudio.

11.BIBLIOGRAFA[1] White. Frank M. Fluid Mechanics 4th edition. (pginas 17,18)

informe practica 1 estatica de los fluidos

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