Lab mecanica de fluidos

CONCEPTUALIZACION DEL FLUIDO REAL

1. OBJETIVOS:

a) Observar experimentalmente el movimiento de una placa sobre una lamina de un fluido.

b) Determinar experimentalmente el coeficiente de viscosidad.

c) El conocer y entender los principios y algunos conceptos básicos de la mecánica de fluidos.

d) Fortalecer con la práctica el análisis, raciocinio, y utilización de diversosmateriales e instrumentos dentro de un laboratorio así como la identificación de los mismos y su buena manipulación.

2. MARCO TEORICO

Fluido:

Un fluido es una sustancia que se deforma continuamente al ser sometida a un esfuerzo cortante (esfuerzo tangencial) no importa cuan pequeño sea. Todos los fluidos están compuestos de moléculas que se encuentran en movimiento constante. Sin embargo, enla mayor parte de las aplicaciones de ingeniería, nos interesa más conocer el efecto global o promedio (es decir, macroscópico) de las numerosas moléculas que forman el fluido. Son estos efectos macroscópicos los que realmente podemos percibir y medir. Por lo anterior, consideraremos que el fluido esta idealmente compuesto de una sustancia infinitamente divisible (es decir, como un continuo) y nonos preocuparemos por el comportamiento de las moléculas individuales. El concepto de un continuo es la base de la mecánica de fluidos clásica.

Reología:

Es la parte de la física que estudia la relación entre el esfuerzo y la deformación en los materiales que son capaces de fluir. Las reología es una parte de la mecánica de medios continuos. Una de las metas más importantes en reología esencontrar ecuaciones constitutivas para modelar el comportamiento de los materiales, dichas ecuaciones son en general de carácter tensorial.
Las propiedades mecánicas estudiadas por la reología se pueden medir mediante reómetros, aparatos que permiten someter al material a diferentes tipos de deformaciones controladas y medir los esfuerzos o viceversa. Algunas de las propiedades reológicas másimportantes son:

• Viscosidad aparente (relación entre esfuerzo de corte y velocidad de corte)
• Coeficientes de esfuerzos normales
• Viscosidad compleja (respuesta ante esfuerzos de corte oscilatorio)
• Módulo de almacenamiento y módulo de perdidas (comportamiento visco elástico lineal) .
• Funciones complejas de visco elasticidad no lineal .

Viscosidad:

La viscosidad esuna propiedad distintiva de los fluidos. Esta ligada a la resistencia que opone un fluido a deformarse continuamente cuando se le somete a un esfuerzo de corte. Esta propiedad es utilizada para distinguir el comportamiento entre fluidos y sólidos. Además los fluidos pueden ser en general clasificados de acuerdo a la relación que exista entre el esfuerzo de corte aplicado y la velocidad dedeformación.

Supóngase que se tiene un fluido entre dos placas paralelas separada a una distancia pequeña entre ellas, una de las cuales se mueve con respecto de la otra. Esto es lo que ocurre aproximadamente en un descanso lubricado. Para que la placa superior se mantenga en movimiento con respecto a la inferior, con una diferencia de velocidades V, es necesario aplicar una fuerza F, que por unidad setraduce en un esfuerzo de corte, ŋ = F / A, siendo A el área de la placa en contacto con el fluido. Se puede constatar además que el fluido en contacto con la placa inferior, que esta en reposo, se mantiene adherido a ella y por lo tanto no se mueve. Por otra parte, el fluido en contacto con la placa superior se mueve a la misma velocidad que ella. Si el espesor del fluido entre ambas placas espequeño, se puede suponer que la variación de velocidades en su interior es lineal, de modo que se mantiene la proporción:

dV / dy = V/y
[pic]
• Viscosidad de algunos líquidos a la temperatura de 18°C

|Fluido |Densidad |Viscosidad |
| |( g/cm3 )...