Trabajo de laboratorio. Viscosidad

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ntroducción

El cálculo de la viscosidad de los fluidos es un parámetro muy importante en el estudio y análisis de sus comportamientos frente a las reacciones consecuentes  por acciones externas que se le apliquen a un fluido.

Ya que es la viscosidades la resistencia que ejercen un fluido a ser deformado cuando  se le aplica un mínimo de esfuerzo cortante. La viscosidad de un fluido depende de su temperatura. Es por eso que en los líquidos a mayor temperatura la viscosidad disminuye mientras que en los gases sucede todo lo contrario lo contrario.

La resistencia de un fluido al corte depende directamente de su cohesión y de su rapidez de transferencia de la cantidad de movimiento molecular. Una sustancia cuyas moléculas dejan espacios entre ellas tendrá menor viscosidad que una sustancia cuyas moléculas presenten menor separación1.

Por otro lado en la parte práctica la viscosidad se puede utilizar al momento de la descontaminación de flujos de agua o líquidos en tubería, dado que si se sabe cuan fluido es el líquido se adoptaran las medidas correctas para tratar dicha sustancia y de cierto modo evitar gastos innecesarios.

Objetivos

• Determinar la viscosidad de distintos fluidos, utilizando el método del viscosímetro de esfera en caída.
• Comparar los valores teóricos de viscosidad de algunos fluidos con los obtenidos en laboratorio.

Marco teórico

Viscosidad:

La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal. En realidad todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula una aproximación bastante buena para ciertas aplicaciones. Existen dos tipos de viscosidad  la dinámica o absoluta y la cinemática

Viscosidad absoluta (): Representa la viscosidad dinámica del líquido y es medida por el tiempo en que tarda en fluir a través de un tubo capilar a una determinada temperatura. Sus unidades son el poise o centipoise (gr/ (sg cm), siendo muy utilizada a fines prácticos.[pic 4]

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Viscosidad cinemática (v): Recibe su nombre debido a que solamente contiene dimensiones de longitud y tiempo.2 Representa la característica propia del líquido desechando las fuerzas que genera su movimiento, obteniéndose a través del cociente entre la viscosidad absoluta y la densidad del producto en cuestión. Su unidad es el Stokes o centistokes (cm²/sg).

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Número de Reynolds es un numero adimensional utilizado en mecánica de fluidos, diseño de reactores etc. Para caracterizar el movimiento de un fluido. Este número recibe su nombre en honor Osborne Reynolds (1842-1912), quien lo describió en 1883. El número de Reynolds relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en numerosos problemas de dinámica de fluidos; El número de Reynolds permite caracterizar la naturaleza del flujo, es decir, si se trata de un flujo laminar o de un flujo turbulento, además, indica la importancia relativa de la tendencia del flujo hacia un régimen turbulento respecto de uno laminar y la posición relativa de este estado dentro de una longitud determinada.

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Podemos decir que un número de Reynolds pequeño significa que el fluido es laminar y a un número de Reynolds grande significa que el fluido es turbulento.

Materiales y equipos

• Probeta: Se utilizó una probeta de vidrio de 250 ml de capacidad con aproximadamente la misma sección transversal dentro de la cual se depositaron los fluidos de estudio.
• Fluidos de ensayo: Para la realización del experimento se dispuso de cuatro fluidos aceite vegetal, aceite mineral, glicerina y ACPM.
• Cronometro digital: Se utilizó un cronometro de mano digital, con una precisión de 0.01 segundos.  Se utilizó para medir el tiempo de caída de la esfera al fondo del fluido.
• Hidrómetro: se utilizó un hidrómetro para cada fluido con un error de 0.005.
• Termómetro: se utilizó un termómetro de mercurio para tomar la temperatura de cada fluido dentro del laboratorio.
• Pie de rey: Este instrumento se lo utilizo para medir el diámetro de la boca de la probeta.
• Esferas de acero: Se utilizaron de esferas de acero de diámetro 1/8 in, 5/32 in a los  cuales se les conocía su peso.

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Desarrollo experimento

1. Se vierte el fluido en la probeta de 250 ml casi hasta el tope. En el caso de algunos tipos de probeta diferente en la que no se pudo medir una altura exacta, se debe tomar una altura de referencia en este caso la probeta que contenía glicerina se tomó una altura medible.
2. Se equilibró la probeta y se determinó los límites sobre los cuales se tomaron los tiempos de recorrido.
3. Se procede con la toma de datos con respecto al tiempo que le toma a la esfera recorrer la distancia marcada.
4. Se  realiza 10 repeticiones del mismo procedimiento para generar un promedio de tiempo y una medida más exacta.
5. Se procedió a llenar las tablas 2.1 y 2.2 con la información obtenida en la práctica.

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Presentación de datos

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