Propiedades de Fluidos
Páginas: 9 (2114 palabras)
Publicado: 28 de agosto de 2014
Práctica
Propiedades de fluidos
Y Presión Hidrostática.
Objetivo:
Determinar experimentalmente algunas propiedades de los fluidos.
Densidad.
En física el término densidad () es una magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen, y puede utilizarse en términos absolutos o relativos. En términos sencillos, un objeto pequeño y pesado, como una piedra o un trozode plomo, es más denso que un objeto grande y liviano, como un corcho o un poco de espuma.
La densidad es una propiedad física de las sustancias de gran importancia en el análisis de situaciones de estática y dinámica de fluidos. De allí la importancia de contar con métodos y equipos o instrumentos que permitan determinar de forma rápida y precisa la densidad de un fluido.
La densidad (ρ) esla masa de una unidad de volumen de sustancia y puede medirse en kg/m3 (SI) y en lbm/ft3 (sistema inglés).
El volumen específico (v) es el espacio o volumen que ocupa una unidad de masa de sustancia y puede medirse en m3/kg (SI) y en ft3/lbm (sistema inglés).
De las definiciones anteriores se deducen las siguientes relaciones:
Existen otras propiedades importantes asociadas con la densidad,entre las cuales pueden señalarse:
El peso específico (γ) es el peso de una unidad de volumen de sustancia y se expresa en N/m3 (SI) y lbf/ft3 (sistema inglés). Por lo tanto:
La densidad relativa (DR) de una sustancia, también llamada gravedad específica (S), es la relación entre su densidad y la densidad del agua a una determinada temperatura, por lo general, 4°C. Por lo tanto, puedeescribirse:
La densidad relativa del petróleo y sus derivados suele expresarse en una unidad especial llamada “Grados API”, cuya relación con “S” es la siguiente:
°API=141,5/S + 131,5
Aunque hay formas muy sencillas que pueden permitir conocer la densidad de un fluido, contando escasamente con un recipiente graduado que permita hacer mediciones de volumen y una balanza, existen equipos ydispositivos a través de los cuales puede hallarse la densidad de una forma más directa y precisa. Entre ellos pueden nombrarse la Balanza Westphal y los Densímetros o Hidrómetros.
Figura 1. Densímetros o Hidrómetros
Los Densímetros o Hidrómetros son tubos de vidrios que tienen un extremo relleno de plomo y una escala graduada en el otro, los cuales se sumergen en ellíquido de densidad desconocida. Dependiendo de la densidad del líquido, el densímetro se sumergirá más o menos en el fluido para equilibrarse, pudiéndose leer al nivel del líquido el valor de la densidad relativa. (como se muestra en la figura ).
Viscosidad.
La viscosidad es la capacidad que tiene un fluido de fluir libremente. Es definida por el rozamiento interno entre las capas enmovimiento del fluido.
La viscosidad de un fluido puede medirse a través de un parámetro dependiente de la temperatura, que para fluidos confinados entre dos placas resulta ser el coeficiente de proporcionalidad de la ley de rozamiento de Newton, que demuestra que la fuerza de corte aplicada en un área transversal es proporcional a la velocidad tangencial del fluido definida de la siguientemanera:
Donde µ es la constante de viscosidad llamada también viscosidad dinámica, viscosidad absoluta o simplemente viscosidad del fluido.
La unidad física de viscosidad en el Sistema Internacional de Unidades es el pascal-segundo (Pa·s), que corresponde exactamente a 1 N·s/m² ó 1 kg/(m·s). La unidad CGS para la viscosidad dinámica es elpoise (p), El centipoise es más utilizado debido a que el agua tiene una viscosidad muy baja respecto a fluidos viscosos que es de 1,0020 cp a 20 °C
1 poise = 100 centipoise = 1 g/(cm·s) = 0,1 Pa·s.
1 centipoise = 1 mPa·s.
La viscosidad cinemática, designada por la letra ν, que resulta ser igual al cociente del coeficiente de viscosidad dinámica entre la densidad del fluido, así:...
Propiedades de fluidos
Y Presión Hidrostática.
Objetivo:
Determinar experimentalmente algunas propiedades de los fluidos.
Densidad.
En física el término densidad () es una magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen, y puede utilizarse en términos absolutos o relativos. En términos sencillos, un objeto pequeño y pesado, como una piedra o un trozode plomo, es más denso que un objeto grande y liviano, como un corcho o un poco de espuma.
La densidad es una propiedad física de las sustancias de gran importancia en el análisis de situaciones de estática y dinámica de fluidos. De allí la importancia de contar con métodos y equipos o instrumentos que permitan determinar de forma rápida y precisa la densidad de un fluido.
La densidad (ρ) esla masa de una unidad de volumen de sustancia y puede medirse en kg/m3 (SI) y en lbm/ft3 (sistema inglés).
El volumen específico (v) es el espacio o volumen que ocupa una unidad de masa de sustancia y puede medirse en m3/kg (SI) y en ft3/lbm (sistema inglés).
De las definiciones anteriores se deducen las siguientes relaciones:
Existen otras propiedades importantes asociadas con la densidad,entre las cuales pueden señalarse:
El peso específico (γ) es el peso de una unidad de volumen de sustancia y se expresa en N/m3 (SI) y lbf/ft3 (sistema inglés). Por lo tanto:
La densidad relativa (DR) de una sustancia, también llamada gravedad específica (S), es la relación entre su densidad y la densidad del agua a una determinada temperatura, por lo general, 4°C. Por lo tanto, puedeescribirse:
La densidad relativa del petróleo y sus derivados suele expresarse en una unidad especial llamada “Grados API”, cuya relación con “S” es la siguiente:
°API=141,5/S + 131,5
Aunque hay formas muy sencillas que pueden permitir conocer la densidad de un fluido, contando escasamente con un recipiente graduado que permita hacer mediciones de volumen y una balanza, existen equipos ydispositivos a través de los cuales puede hallarse la densidad de una forma más directa y precisa. Entre ellos pueden nombrarse la Balanza Westphal y los Densímetros o Hidrómetros.
Figura 1. Densímetros o Hidrómetros
Los Densímetros o Hidrómetros son tubos de vidrios que tienen un extremo relleno de plomo y una escala graduada en el otro, los cuales se sumergen en ellíquido de densidad desconocida. Dependiendo de la densidad del líquido, el densímetro se sumergirá más o menos en el fluido para equilibrarse, pudiéndose leer al nivel del líquido el valor de la densidad relativa. (como se muestra en la figura ).
Viscosidad.
La viscosidad es la capacidad que tiene un fluido de fluir libremente. Es definida por el rozamiento interno entre las capas enmovimiento del fluido.
La viscosidad de un fluido puede medirse a través de un parámetro dependiente de la temperatura, que para fluidos confinados entre dos placas resulta ser el coeficiente de proporcionalidad de la ley de rozamiento de Newton, que demuestra que la fuerza de corte aplicada en un área transversal es proporcional a la velocidad tangencial del fluido definida de la siguientemanera:
Donde µ es la constante de viscosidad llamada también viscosidad dinámica, viscosidad absoluta o simplemente viscosidad del fluido.
La unidad física de viscosidad en el Sistema Internacional de Unidades es el pascal-segundo (Pa·s), que corresponde exactamente a 1 N·s/m² ó 1 kg/(m·s). La unidad CGS para la viscosidad dinámica es elpoise (p), El centipoise es más utilizado debido a que el agua tiene una viscosidad muy baja respecto a fluidos viscosos que es de 1,0020 cp a 20 °C
1 poise = 100 centipoise = 1 g/(cm·s) = 0,1 Pa·s.
1 centipoise = 1 mPa·s.
La viscosidad cinemática, designada por la letra ν, que resulta ser igual al cociente del coeficiente de viscosidad dinámica entre la densidad del fluido, así:...
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