MECANICA DE FLUIDOS : VISCOSIDAD

MECÁNICA DE
DE FLUIDOS
FLUIDOS
MECÁNICA
PROPIEDADES Y
DEFINICIONES
Y DEFINICIONES
PROPIEDADES

Ing. Juan Carlos Vives Garnique

1

Definición de un fluido
Un fluido es una sustancia que se deforma continuamente
(ángulo a) cuando se le aplica un esfuerzo tangencial por
pequeño que sea.
Con un dF, la placa se movería a una velocidad du.
B B'
a

F

C C'

u
B

sólido

A

D

A

v
v
a

F
u

B'

placamóvil
B''

B'''

fluido


a varía

a constante
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placa fija

2

Viscosidad
Viscosidad (m) de un fluido es la resistencia a que las distintas láminas deslicen entre sí.

Ley de Newton de la viscosidad
La resistencia debida a la viscosidad depende, además, de la
variación de velocidad entre las capas: velocidad de deformación (dv/dy). No es lo mismo intentar sacaruna cuchara de
un tarro de miel despacio que rápido (mayor resistencia).
u
B
A

v
v
a

F
u

B'

placa móvil
B''

B'''



placa fija
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3

Esfuerzo cortante 
A dicha resistencia, por unidad de superficie, que aparece
entre dos láminas deslizantes, cuya variación de velocidad es
dv y su separación dy es lo que se llama esfuerzo cortante:

dv
 m
(ley de Newton)
dyperfil de velocidades
v
v

dy

dy

dv

v



dv'

dv´> dv

placa fija
Ing. Juan Carlos Vives Garnique

4

Esfuerzo cortante 
A dicha resistencia, por unidad de superficie, que aparece
entre dos láminas deslizantes, cuya variación de velocidad es
dv y su separación dy es lo que se llama esfuerzo cortante:

dv
 m
(ley de Newton)
dy
perfil de velocidades
v
v

dy

dy

dv

v



F

placa móvil

v

lubricación

dv'

dv´> dv

perfil de velocidades

placa fija
Ing. Juan Carlos Vives Garnique

dv´= dv

placa fija
5

Isaac Newton
(Inglaterra 1643-1716)
Ing. Juan Carlos Vives Garnique

6

Unidades de viscosidad dinámica en el S.I.
dy
m  
N s/m 2
dv

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7

Unidades de viscosidad dinámica en el S.I.
dy
m  
N s/m 2
dv
o bien (1 N = 1 kg m/s2),

dy
m  
kg/(ms)
dv

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8

Viscosidad cinemática, n
Por definición es el cociente entre la viscosidad absoluta y
la densidad:

m
n


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9

Viscosidad cinemática, n
Por definición es el cociente entre la viscosidad absoluta y
la densidad:

m
n

En el S.I. de Unidades:

m kg/(m s) m 2
n

m
s
 kg/m 3


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10

Ing.Juan Carlos Vives Garnique

11

Ing. Juan Carlos Vives Garnique

12

Ing. Juan Carlos Vives Garnique

13

Ing. Juan Carlos Vives Garnique

14

Causas de la viscosidad
 Cohesión molecular
 Intercambio de cantidad de movimiento
La viscosidad en los líquidos se debe a la cohesión, y en los
gases al intercambio de cantidad de movimiento.

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15

Causas de laviscosidad
 Cohesión molecular
 Intercambio de cantidad de movimiento
La viscosidad en los líquidos se debe a la cohesión, y en los
gases al intercambio de cantidad de movimiento.
La cohesión y por tanto la viscosidad de un líquido
disminuye al aumentar la temperatura. Por el contrario, la
actividad molecular y en consecuencia la viscosidad de un
gas aumenta con ella.

Ing. Juan Carlos Vives Garnique16

alta viscosidad
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17

Agua: baja viscosidad
Ing. Juan Carlos Vives Garnique

18

Aire: baja viscosidad

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19

v
p

COMPRESIBILIDAD
Coeficiente de compresibilidad 
p
1 dv
1 v
Líquidos:    
Gases:   
v p
v dp

1 dv
Gases:   
v dp

2

p
1

v

v

líquido
v

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v

p + p

20

v
pCOMPRESIBILIDAD
Coeficiente de compresibilidad 
p
1 dv
1 v
Líquidos:    
Gases:   
v p
v dp

2

p

1 dv
Gases:   
v dp

1

Módulo de elasticidad volumétrico K

p
K  v 
v
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líquido
v

v

v

v

p + p

21

Presión y temperatura de saturación
•

ts = t(ps)•
•

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Agua
ps bar ts ºC
0,01
7
1
100
2
120
20
212
40...