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1.-INTRODUCCION

La viscosidad es una propiedad general de los fluidos , son éstos líquidos o gases.
Entre los métodos que se han usado para determinar la viscosidad de líquidos y gases hay varios métodos que se basan en la medición:
* De la resistencia al movimientote un disco rotatorio.
* De la resistencia al moviendo de un disco rotatorio.
* El descenso de una esfera que cae enel.
* Medida de la velocidad de flujo en un tubo capilar cilíndrico en relación con el gradiente de presión a lo largo de un capilar.

Un método sencillo para medir la viscosidad de los gases es el descrito por A. D. Ranking, en el cual se mantiene constante la diferencia de presión en los extremos del capilar por medio de un tubo de mercurio que cae a lo largo de un tubo paralelo.

Lamayoría de las mediciones, se hacen en “viscosímetros relativos”, en los cuales la viscosidad es proporcional al tiempo necesario en el flujo de una cantidad fija de fluido en un capilar, bajo una presión diferencial que varia durante el experimento; pero siempre en la misma forma. En si, el principio del método usado en este experimento, es hacer fluir el gas por un capilar por desplazamiento demercurio.

2.- OBJETIVO

Determínese la viscosidad dinámica de gases tales como aire seco, H2, CO2,SO2 y otros a la misma temperatura y en el mismo aparato; por el método de flujo de gas por un tubo capilar por desplazamiento de mercurio.

Calcúlese la viscosidad dinámica, por otro método, utilizando los datos teóricos en las mismas condiciones de presión y temperatura.

3.- FUNDAMENTOTEORICO

Para explicar este método consideremos un tubo capilar cilíndrico largo de longitud L y radio r. El esquema se muestra en la figura1.

Fig.1. (a) Flujo a través de un tubo cilíndrico y capilar.

(b) Distribución de velocidades

¿Cuál es dv entre los cilindros cuando la velocidad de flujo es tal que produce a lo largo del tubo un gradiente presión dp/dz?.La fuerza de fricción que ocurre entre capas del fluido es directamente proporcional al coeficiente de viscosidad, al área A y a la velocidad dv que se desplaza en la dirección x, esto es;

(4.1)

La fuerza que actúa sobre un elemento de longitud dz del tubo es:

(4.2)

El área seccional es:(4.3)

Remplazando (2) y (3) en la ecuación (1), se tiene:



Simplificando esta ecuación, y separando la diferencial de velocidad respecto de x, se tiene:

(4.4)

Integrando, entre los limites de Vx a Vr para la velocidad y desde x a r respectivamente, se obtiene:(4.5)

Esta es la ecuación de una parábola y predica la distribución de velocidades en el tubo capilar.
El volumen del fluido que pasa por un punto dado ( gasto o volumen por unidad de tiempo) es:

Reemplazando el valor de la velocidad en la dirección x que pasa por un elemento de área seccional; dA = 2πxdx; se tiene:



Integrando,respecto de x, si se mantiene constante la viscosidad y la diferencia de presiones, el caudal de fluido se expresa como:

(4.6)

Si el fluido es incompresible, además dp = (p1-p2) y dz = L, la expresión es:

(4.7)

Es la ecuación conocida de Poiseville, y seaplica a gases en el caso limite en que la diferencia de presión (p1-p2) sea despreciable.
Para un tratamiento más general de los gases, se toma en cuenta su comprensibilidad. Si consideramos la ley de los gases perfectos y la velocidad molar de flujo (volumen molar por unidad de tiempo), se tiene:

P V = n R T

Siendo, el número de moles por unidad de volumen (n/V) = (p/RT) y el flujo molar...
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