Practica flujo

LABORATORIO DE FLUJO DE FLUIDOS
PRACTICA : DETERMINACION DE ALGUNAS PROPIEDADES FISICAS DE LOS FLUIDOS
OBJETIVO: Determinar la densidad de soluciones a diferentes concentraciones ademas de conocer y manejar adecuadamente el viscosimetro Cannon-Fenske para calibrarlo y asi determiner la viscosidad de un liquid newtoniano a diferentes temperaturas.
FUNDAMENTO TEORICO:
La densidad (p) es unapropiedad intensive de la material que se define como la relacion que existe entre la masa de un cuerpo (m) y el volume que ocupa (v).
P=m/v
La unidad fundamental de densidad en el SI es el Kg/m3 y en el CGS el gr/cm3, que es mil (103) veces mayor que la unidad en el SI
La medicion de la densidad se puede llevar a cabo teniendo en cuenta su definicion: Consiste en medir el peso de un volumedesconocido de la sustancia problema. Este metodo se puede llevar a cabo como aproximacion, aunque las dificultades que existen para el manejo de liquidos (especialmente si son viscosos) y en la medidad de volumenes (dilatacion de recipients, evaporacion), ponen un limite practico a la utilidad de este metodo. Otra forma de medir densidades es utilizando el principio de arquimides que dice: “Todocuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje que es igual al volume del liquid desalojado”. Por lo tanto, sumergiendo un cuerpo de volume V en el liquid problema y midiendo el empuje que experimenta, se puede calcular su densidad.
El studio de los fluidos en movimiento es un problema complejo y enj el que la viscosidad juega siempre un papel fundamental, aunque las teorias mas elementalesignoran sus efectos, suponiendo que el liquido se puede divider en capas se deslizan unas sobre las otras sin encotnrar ninguna resitencia. En realidad esto dista mucho de ser verdad, y en el movimiento se desarrollan unas fuerzas tangenciales tan grandes que algunas veces este se lleva a cabo con gran dificultad. Esto sucede por ejemplo con aceites pesados. Por el cotrnario, otras veces estas fuerzasson muy pequenias y el liquid fluye entonces facilmente como sucede con el agua o el acohol. Este grado de fluidez se caracteriza por un coeficiente tipico de cada sustancia que se llama coeficiente de viscosidad o viscosidad dinamica. La unidad de viscosidad absoluta en el sistema internacion es el pascal por Segundo, miesntras que la mas utilizasa es, probablemente, el centipoise, ya que seadecua mas al rango de viscosidad de los fluidos mas comumente utilizados. Un pascal por Segundo es igual a 10 poises y, por tanto a 1000 centipoises. La unidad de viscosidad cinematica se llama stoke y corresponde a 1 cm2/s.
Fue Newton el que dio la expression de la fuerza de viscosidad: “La fuerza tangencial que una capa ejerce sobre la contigua es proporcional al area de superficie de contacto yal gradient de la velocidad normal a la direccion de desplazamiento”.
F=dv/dz*n
Donde n es el coeficiente de viscosidad. La viscosidad cinematica miu es el cociente entre la viscosidad dinamica y la densidad.
El fundamente de la mayor parte de los viscosimetros que se utilizan en la practica es la formula de poisevuille, que nos da el caudal Q(volume de fluido por unidad de tiempo) queatraviesa un capilar d eradio R y longitude l entre cuyos extremos se ha aplicado una diferencia de presiones deltaP.
Q=V/t=pi*deltaP*r4/8nl FORMULA DE POISEUILLE
Donde n es la viscosidad del fluido. Esto es n=pi*deltaP*r4/8vl*t
Como R,l,v son constants para un tubo determinado, se tiene
N=KdeltaPt
Si el liquid fluye unicamente por accion de la gravedad en un tubo situado verticamente, lapresion delta P es la que ejerce la columna de liquid, esto es, deltaP=rogh, siendo ro la densidad del liquid y h la altura de la columna. Por tanto n=Kroght y como tambien h es una constant para un tubo determinado pordemos describri:
N=krot
El valor de K depende por tanto de la eometria de cada viscosimetro en concreto y suele darlo el constructor, aunque puede determinarse utilizando un liquid...