Lubricacion

Laboratorio de Mecánica de los Fluidos Viscosidad
RESUMEN En esta práctica se determino experimentalmente la viscosidad de tres tipos de aceite que se encontraban en el laboratorio. En la experiencia se realizo soltando una esfera metálica dentro de un cilindro lleno de un aceite; dependiendo del tiempo que realizara el desplazamiento, obtendríamos valores de viscosidad diferentes para cadafluido. Para obtener los valores de viscosidad real o experimental se utilizo para el cálculo la Ecuación de Stokes y la Segunda Ley de Newton. Después se estos cálculos se obtuvieron valores de viscosidad de 2,18; 1,41 y 0,695 para los aceites y SAE10W30 SAE20W50, SAE15W40 respectivamente; obteniéndose errores porcentuales de 1,22%; 5,39% y 4,19% para los aceites anteriores. Es de hacer notar que laprecisión de las medidas disminuía a medida que el fluido era menos viscoso, pues la esfera se desplazaba con mucha mayor rapidez. OBJETIVOS Objetivo General: • Determinar experimentalmente la viscosidad de líquidos. viscosidad es una manifestación del movimiento molecular dentro del fluido. El coeficiente de viscosidad es constante, en el sentido de que no depende de la velocidad. Sin embargo,depende de otros factores físicos, en particular de la presión y de la temperatura. Esta dependencia se explica al considerar la interpretación microscópica-molecular de la viscosidad. 2. Grados de viscosidad SAE La Sociedad de Ingenieros Automotrices ha desarrollado un sistema de valoración en aceites de motor y lubricantes de engranes y de ejes, que indica la viscosidad de los aceites atemperaturas especificas. Los aceites que tienen el sufijo W deben tener viscosidades cinemáticas en los intervalos indicados a 100º C. Los aceites multigrados, como el SAE 10W-30 deben cumplir con las normas en la condiciones de baja y alta temperaturas. Las especificación de valores de viscosidad máxima a baja temperatura para aceites está relacionada con la capacidad del aceite para fluir hacia lassuperficies que necesitan lubricación, a las velocidades de motor que se alcanzan durante el inicio del funcionamiento a bajas temperaturas. 3. Ley de Stokes Debido a la existencia de la viscosidad, cuando un fluido se mueve alrededor de un cuerpo o cuando se desplaza en el seno de un fluido, se produce una fuerza de arrastre sobre dicho cuerpo. Si este cuerpo es, una esfera, la fuerza de arrastre estadada por la siguiente expresión: Fa = 6π.µ.r.v Donde: µ: es la viscosidad del fluido. r: es el radio de la esfera. v: es la velocidad de la esfera respecto al fluido. Esta relación fue deducida por George Stokes en 1845, y se denomina ley de Stokes. En base a la ley mencionada anteriormente, si se deja caer una esfera

Objetivos Específicos: • Determinar experimentalmente la viscosidad absolutade tres tipos diferente de aceites comerciales utilizando la ley de Stokes. Comparar los valores obtenidos, con los valores suministrados por el fabricante. Determinar el error porcentual. FUNDAMENTO TEORICO 1. Viscosidad. La viscosidad es la propiedad de un fluido mediante la cual se ofrece resistencia al corte. La

•

en un recipiente el cual contiene un fluido, debe existir una relaciónentre el tiempo empleado en recorrer una determinada distancia y la viscosidad de dicho fluido. Del diagrama de cuerpo libre de la esfera que se presenta en la Figura 1 se hará una deducción de dicha relación El empuje hidrostática esta definido por el producto del peso específico del fluido con el volumen de fluido desplazado, (volumen de la esfera)

Separando variables se obtiene: dv/(A – B.v)= dt ec (7) Si se toma en consideración que para un tiempo t = 0 la velocidad V = 0 la solución a dicha ecuación diferencial es:

v =

A .( 1 − e − B .t ); B

E

Fa

ec(8) Expresando la velocidad como v = dx/dt y lo sustituimos en la ec (8) se obtiene la siguiente ecuación ec(9)
Tomando en cuenta que para un tiempo t = 0 el desplazamiento de la esfera es x = 0 la solución de la

g P...