Propiedades de los fluidos - lubricantes

TEMA 1

INTRODUCCIÓN: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
Tema 1: Introducción: Propiedades de los fluidos
1.1.- Definición de Fluido 1.2.- La hipótesis del continuo 1.3.- Propiedades 1.3.1.- Densidad, Volumen específico y densidad relativa 1.3.2.- Viscosidad 1.3.2.1.- Unidades de la viscosidad 1.3.2.2.- Clasificación de los fluidos según su viscosidad 1.3.2.3.- Otras Unidades de la Viscosidad1.3.2.4.- Índice de Viscosidad 1.3.3.- Módulo de Elasticidad ( K ) 1.3.4.- Presión de Vapor 1.3.5.- Tensión Superficial: Capilaridad 1.4.- Introducción a la Lubricación: Lubricantes 1.4.1.- Introducción 1.4.2- Tipos de Lubricación 1.4.3- Composición de los lubricantes 1.4.4- Clasificación de los aceites lubricantes

1.1.- Definición de Fluido:
Existen un gran número de definiciones de fluido, pero deforma genérica podríamos decir que, fluido es toda sustancia que se deforma contínuamente al aplicarle un esfuerzo de corte (tangencial), es decir al aplicarle un esfuerzo tangencial, por pequeño que este sea, siempre aparecerá una deformación continua en forma de gradiente de velocidades (velocidad de deformación) como reacción frente al esfuerzo.

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• Sólidos: Bajo la acción de un esfuerzo tangencial finito, el sólido sufre una deformación angular, también finita, proporcional a ésta hasta su límite de elasticidad. La constante de proporcionalidad es G, el módulo de rigidez: τ xy ∝ ε xy τ xy = Gε xy

• Líquidos: Bajo la acción de un esfuerzo tangencial finito, el líquido sufre una deformación angular continua proporcional a éstamientras la fuerza tangencial es aplicada. La resistencia a la deformación en los líquidos es indicada por la viscosidad dinámica, µ, que será la constante de proporcionalidad: du τ xy = µ . τ xy ∝ ε xy & dy Así, en los sólidos la deformación es proporcional al gradiente de los desplazamientos, mientras que en los líquidos lo es al gradiente de las velocidades.

1.2.- La hipótesis del continuo:
•La materia no es continua sino que está compuesta por moléculas , las cuales interactúan entre sí a través de colisiones y fuerzas intermoleculares. La fase en la que se encuentra una materia es consecuencia directa del espaciamiento entre moléculas y las fuerzas intermoleculares. Sólido: Las distancias son cortas y las fuerzas intermoleculares fuertes, lo suficiente como para que un trozo demateria mantenga su forma y su volumen. Líquido: Las distancias son mas largas y las fuerzas más débiles, lo que provoca que aunque tengan la suficiente intensidad como para mantener su volumen, no sean capaces de mantener la forma. Gas: El espaciado entre moléculas posibilita una disminución drástica de las fuerzas que unen las moléculas entre sí, lo que hace que no puedan mantener ni forma nivolumen. • Podemos considerar una región de un fluido como continua cuando para un volumen dado, el cual contiene un número suficientemente grande de moléculas, el efecto de una molécula individual sobre las propiedades de densidad, temperatura o presión del fluido dentro de ese volumen son despreciables. A efectos prácticos en la ingeniería, consideraremos los fluidos como medios continuos

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1.3.- Propiedades
1.3.1.- Densidad, Volumen específico y densidad relativa

Densidad:

ρ = ⎢ 3⎥ ⎣L ⎦ ρ = [−] ρo υ=
1

⎡M ⎤

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Densidad Relativa: Volumen Específico: Peso Específico: Peso Específico Relativo:

ρ o = 1000

kg m3

⎡ L3 ⎤ =⎢ ⎥ ρ ⎣M ⎦ ⎡M ⎤⎡ L ⎤ ⎡ M ⎤ γ = ρ .g = ⎢ 3 ⎥ ⎢ 2 ⎥ = ⎢ 22 ⎥ ⎣ L ⎦ ⎣T ⎦ ⎣T L ⎦

La densidad de referencia en los líquidos suele ser el agua pura a 4 ºC y 101330 N/m2

γ = [−] ← γ o = ρ o .g γo

La densidad es una de las propiedades mas habituales y útiles en el estudio de los fluidos, es el ratio entre la masa de una porción de fluido y el volumen que ocupa:

ρ=

Masa kg = 3 Volumen m

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