Teoria de la viscosidad en gases a baja presion

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TEORIA DE LA VISCOSIDAD EN GASES A BAJA PRESION

La viscosidad de gases puros a presiones bajas o moderadas se puede estimar por medio de varios métodos. Se destacan dos de ellos: el método deChung y el método de estados correspondientes de Reichenberg.

Se puede usar cualquiera de los dos métodos para estimar la viscosidad de gases puros a baja presión, con errores del orden de 0.5 a 1.5%para gases no polares y de 2 a 4% para gases polares. El método de Chung requiere un poco más información que el de Reichenberg.

La viscosidad de los gases es esencialmente independiente de lapresión entre unos cuantos centésimos de una atmósfera y unas cuantas atmósferas. Sin embargo, la viscosidad a altas presiones aumenta con la presión (o densidad).

En el caso de caso de gases a bajapresión es posible deducir una expresión matemática para calcular la viscosidad empleando la naturaleza molecular de la materia. Las moléculas son esferas rígidas de diámetro d y masa m, no interactúanentre si y poseen una concentración de n moléculas por unidad de volumen.

* El gas se encuentra a baja presión.

Son válidos los resultados de la teoría cinética de gases:

Es importanteno confundir u con v. u es el valor medio de las velocidades individuales de las moléculas. v es el valor medio del vector velocidad del fluido en un elemento de volumen donde vale la hipótesis delcontinuo. En un fluido que no está fluyendo 0=v, pero 0≠u.

Supongamos que el gas fluye paralelo al eje “x” con un gradiente de velocidad dvx/dy y que las ecuaciones de la teoría cinética (válidas parauna situación de equilibrio) siguen siendo válidas en esta situación de no-equilibrio).

El flujo de cantidad de movimiento de dirección “x” a través de un plano “y” (τyx) se obtiene sumando lacantidad de movimiento “x” de las moléculas que cruzan el plano en la dirección “y” positiva y restando la cantidad de movimiento “x” de las que cruzan en la dirección “y” negativa.

En esta...
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