Guia viscosidad esferas

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA – SEDE MEDELLÍN
MECÁNICA DE FLUIDOS Semestre 02/2015
GUIA PRÁCTICA Nº 1. Propiedades de los fluidos. Viscosidad.
1. OBJETIVOS
Estimar el valor de la viscosidad de unfluido newtoniano mediante técnicas
experimentales y de tratamiento de datos.
2. VISCOSIDAD
Los flujos (fluidos en movimiento) pueden ser laminares o turbulentos. Los primeros
son lentos, suaves yordenados, y las partículas fluidas parecen deslizarse unas sobre
otras; son flujos de carácter determinístico. Los movimientos turbulentos, por el
contrario, son agitados y aleatorios, de modo que laspartículas fluidas están sometidas a
desviaciones transversales, capaces de producir múltiples vórtices en el campo de flujo,
diferentes entre sí en tamaño, frecuencia y orientación.
Según la ley deNewton de viscosidad, en los flujos laminares los esfuerzos cortantes
son proporcionales a las tasas de deformación del elemento de fluido. Para un flujo
unidireccional, donde la velocidad u sólodepende de la distancia del elemento respecto
de la pared sólida, esto se escribe

 

du
dy

Donde la constante de proporcionalidad, , es la viscosidad dinámica del fluido.
3. CAÍDA DE ESFERAS EN UNMEDIO VISCOSO. FLUJO LAMINAR
En un tubo lleno con un fluido de densidad  f se dejan caer esferas de radio r y
densidad  c, y se mide la velocidad de caída. Las fuerzas sobre las esferas son el peso yla resistencia viscosa al movimiento, esto es:
dV 4 3
= πr ρg−6 πr μ V (1)
dt 3
El cuerpo cae al principio con un desbalance de fuerzas (aceleración positiva) pero, al
aumentar la velocidad, laaceleración de la esfera disminuye, hasta que la suma de las
fuerzas se hace igual a cero. Bajo estas circunstancias, la velocidad de caída se hace
constante, por lo cual se denomina “velocidad límite decaída” (VL). Esto produce la
siguiente ecuación, conocida como la Ley de Stokes de caída de esferas, para la
viscosidad dinámica del fluido en términos de las densidades, la aceleración de la
gravedad,...