Ensayo de Mecánica de los Fluidos


GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS
MECÁNICA DE LOS FLUIDOS





Carrera: Ingeniería industrial
Índice

Introducción 2
Desarrollo 3
1) Determinación de la densidad de un fluido 3
1. Método directo 3
2. Método del Hidrómetro 5
3. Método de la Balanza de Jolly 7
2) Determinación de la viscosidad de un fluido 10
1. Método del viscosímetro deOstwald 11
2. Método del viscosímetro de caída 14
3) Determinación de la tensión superficial de un fluido 16
1. Método de la balanza de Jolly 17
2. Método del estalagnómetro de Traube 20
Conclusión 23
Bibliografía 26
Introducción:

En el presente trabajo desarrollaremos diferentes métodos experimentales para determinar la densidad, la viscosidad y latensión superficial de los fluidos. Para esto realizamos las siguientes experiencias en el laboratorio:

4) Determinación de la densidad de un fluido:
1. Método directo
2. Método del Hidrómetro
3. Método de la Balanza de Jolly
5) Determinación de la viscosidad de un fluido:
1. Método del viscosímetro de Ostwald
2. Método del viscosímetro de caída
6) Determinación de la tensión superficial deun fluido:
1. Método de la balanza de Jolly
2. Método del estalagnómetro de Traube

Con estos experimentos se propone aplicar los conocimientos adquiridos en clases teórico-práctico y discernir si los procedimientos empleados han sido correctos y en que medida han sido bien realizados.
Desarrollo:

1) Determinación de la densidad de un fluido

La densidad es la propiedad intensiva que nospermite cuantificar que tan pesado o liviano es un líquido.

De forma análoga definimos el peso específico:

La densidad del agua a 20ºC, es del orden de los . A partir de esta definimos la densidad relativa (Dr) de un fluido

A continuación desarrollaremos los métodos experimentales para calcular la densidad de un fluido:

1) 1. Método Directo

Procedimiento Realizado:
1.Determinamos el peso del recipiente vacío
2. Se llenó el mismo a un nivel de referencia con agua
3. Determinamos el nuevo peso del recipiente con agua:
4. Vaciamos el frasco, se lo secó y lo llenamos nuevamente con el líquido de densidad desconocida
5. Determinamos el peso del recipiente con el fluido en cuestión:
6. Calculamos la Densidad Relativa (Dr) con las ecuaciones que se desarrollarán acontinuación.
7. Repetimos la secuencia para disminuir el error sistemático.

Desarrollo de ecuaciones:

Consideremos un recipiente de volumen desconocido. Es posible determinar su volumen mediante:

Del mismo modo lo podemos hacer para un fluido 2:



Igualando 1 y 2:





Dado que no es posible determinar y solos, sino en conjunto con el peso del recipiente :



Nº Obs
(gr)(gr)
(gr)
(gr)
Dr

1
640
579
446
385
0,863

2
577
534
383
340
0,888

3
494
474
300
280
0,933

4
442
436
248
242
0,976





1) 2. Método del hidrómetro

Fundamento
Dada la diferencia de densidades entre los fluidos 1 y 2, al provocar una succión en la salida superior, los fluidos en cada rama ascenderán a niveles distintos (como muestra la figura). Aldesignar cada una de esas alturas podemos escribir la ecuación de equilibrio de presiones como:

Esta expresión presenta un problema, como no se conoce el nivel de la superficie libre de los fluidos en los vasos, reconsideramos la altura de los fluidos y reacomodamos las ecuaciones anteriores:

Esta misma ecuación es válida para otra presión en el interior del hidrómetro, que dará lugar a doslecturas diferentes ( y) si mantenemos el mismo nivel en los vasos entonces podemos obtener:






Procedimiento realizado:
1. Enrasar los vasos graduados del hidrómetro al mismo nivel para ambos fluidos
2. Succionar por la manguera superior del hidrómetro produciendo el ascenso de los niveles de los fluidos en las ramas
3. Ajustar los niveles en los vasos, igualándolos, utilizando las...