Informe de física mecánica, viscocidad de los fluidos

[pic 1]UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC  

DEPARTAMENTO DE CIVIL Y AMBIENTAL

[pic 2]

VISCOCIDAD DE LOS FLUIDOS

 Herrera-Hernandez, Jhonatan. Hoyos-Martínez, Luis. Pacheco-Álvarez, Andrés. Peña-Llinas, Rafael. Sàenz-Amarìs, Bradly.

Mecánica de fluidos, Grupo 18709, Programa de Ingeniería Ambiental, Universidad de la costa CUC

   Jherrera58@cuc.edu.co, apachech@cuc.edu.co,  rpena15@cuc.edu.co, lhoyos12@cuc.edu.co, bsaenz@cuc.edu.co

Ximena Gastelbondo Lubo

2022/02/23

RESUMEN

En el siguiente informe de laboratorio se determina de manera práctica y experimental la viscosidad de diferentes fluidos tales como el Aceite, la Miel y el Agua. En donde también se comprobó su densidad, peso específico, viscosidad dinámica y su viscosidad cinemática, de cada una de las sustancias procesadas por medio de los resultados de los cálculos propuestos en la presente guía. Igualmente, comparando así los resultados teóricos con los resultados experimentales aplicándolos en cada una de las tres esferas (pequeña, mediana y grande) implementadas en esta práctica de laboratorio, en la cual se tomó el diámetro haciendo uso del Vernier, el peso inicial de cada una de las esferas utilizando la balanza de precisión, el Cronómetro para establecer el tiempo en que las esferas llegaban al fondo de Beaker con su respectivo fluido,  y por consiguiente el termómetro para la temperatura de cada muestra realizada.

Palabras claves: Viscosidad, Fluido, Viscosidad dinámica, Viscosidad cinemática, Esferas.

ABSTRACT

In the following laboratory report, the viscosity of different fluids such as Oil, Honey and Water is determined in a practical and experimental way. Where the density, specific weight, dynamic viscosity and kinematic viscosity of each of the processed substances were also verified by means of the results of the calculations proposed in this guide. Likewise, comparing the theoretical results with the experimental results applying them in each of the three spheres (small, medium and large) implemented in this laboratory practice, in which the diameter was taken using the Vernier, the initial weight of each one of the spheres using the precision balance, the Chronometer to establish the time in which the spheres reached the bottom of the Beaker with their respective fluid, and consequently the thermometer for the temperature of each sample made.

Keywords:  Viscosity, Fluid, Dynamic Viscosity, Kinematic Viscosity, Spheres.

1. INTRODUCCIÓN

La viscosidad se refiere a la resistencia que poseen algunos líquidos durante su fluidez y deformación. Por tanto, la viscosidad es una de las principales características de los líquidos, y se determina de la siguiente manera: mientras más resistencia posee un líquido para fluir y deformarse, más viscoso es. Habrá mayor o menor viscosidad según la resistencia que hagan las moléculas o las partículas que conforman un líquido al momento de separarse o deformarse. A mayor fuerza de adherencia de las moléculas, mayor viscosidad. Por tanto, a mayor viscosidad, más resistencia opondrá el fluido a su deformación, o, lo que es lo mismo: cuanto más fuerte son las fuerzas intermoleculares de atracción, mayor es la viscosidad.

[pic 3][pic 4]

La velocidad u es lineal, cero en el fondo y U en la superficie. Sobre la placa superior actúa una fuerza tangencial constante F. La placa se desplaza paralelamente a sí misma con una velocidad U. Dividamos el fluido en capas infinitesimales paralelas a las placas de espesor dy. La experiencia nos confirma que debido al rozamiento la capa de fluido que está junto a la placa inferior fija se mantiene en reposo y la capa de fluido en contacto con la placa superior móvil se pone en movimiento con la misma velocidad U que la placa. Ver figura 1.

[pic 5]

Figura 2 Ilustración conceptual

Las capas intermedias deslizan unas sobre otras como deslizan las hojas de un libro colocado horizontalmente sobre una mesa al aplicar sobre la hoja superior una fuerza también horizontal. Ver figura 2.

Todo esto se hace con el fin de determinar experimentalmente la viscosidad de distintos fluidos e Identificar las características que afectan la viscosidad de un fluido.

1. MARCO TEÓRICO

Viscosidad: es un parámetro de la suficiencia de un fluido para tener resistencia a fuerzas de corte.

La viscosidad dinámica (o absoluta) es una expresión de la capacidad de un fluido para resistir flujos de corte.

 La viscosidad cinemática se puede considerar como la resistencia al momento del fluido. Las unidades básicas de viscosidad dinámica son Poise (poise), Centipoise (cP), lbm/ft/s o Pa×s .

La viscosidad del gas tiende a estar en el rango de 0.01–0.02  cP (10×10 −6 a 20×10 −6  Pa×s) (el aire a 60°F (15.6°C) generalmente se reporta como 0.0179  cP (17.9×10 −6  cP (0,001 Pa × s)). La viscosidad dinámica es una función fuerte de la temperatura y una función débil de la presión.Pa×s)). Las viscosidades de los líquidos tienden a ser mucho más altas (el agua a 60 °F (15,6 °C) generalmente se informa como 1 . (PE, 2017) .

Líquidos: Los fluidos que siguen la Ley de Newton se denominan fluidos newtonianos. Los líquidos que no siguen esta forma son pastas, suspensiones y polímeros de elevado peso molecular. La viscosidad generalmente disminuye con el aumento de temperatura porque la distancia entre las moléculas es pequeña y recorren distancias muy pequeñas entre ellas por lo que el choque efectivo es la forma de transferencia.

Influencias de la temperatura y la presión: Una correlación es la viscosidad reducida o sea la viscosidad a una determinada presión y temperatura dividida por la viscosidad correspondiente al punto crítico en función de la temperatura reducida y la presión reducida. Massey, B. S.; A. J. Ward-Smith (2011)

1. METODOLOGIA

Materiales e insumos  

Fluidos: Agua, miel y aceite.

Beaker de 250 ml

Probeta de 100 ml y de 250 ml

Balanza de precisión

Termómetro

Cronómetro

Vernier

Esfera de distintas masas y diámetros

Procedimiento:

Se tomó el peso inicial de cada una de las esferas se utilizó y sus diámetros. Ver Figura 3 y 4 .

[pic 6]

Figura 3

[pic 7]

Figura 4

Se agregó un volumen conocido de fluido al Beaker y, se usó una balanza de precisión, para pesar el beaker con el fluido. Ver figura 5.

[pic 8]

Figura 5

Se volvieron a tomar réplicas de para cada valor con una muestra distinta y para cada fluido

...