VISCOSIDAD METODO STOKES

1. Viscosidad
Cuando dos cuerpos sólidos en contacto se mueven uno con respecto a otro, se crea una fuerza de fricción en la superficie de contacto en la dirección opuesta al movimiento. Por ejemplo, para mover una mesa sobre el piso se le debe aplicar una fuerza en dirección horizontal, suficientemente grande como para vencer la fricción entre la mesa y el piso.
La magnitud de la fuerzanecesaria para mover la mesa depende del coeficiente de fricción entre la mesa y el piso.
La situación es la misma cuando un fluido se mueve con respecto a un sólido o cuando dos fluidos se mueven uno respecto al otro.
a. Concepto:
Definimos la viscosidad como la propiedad de un fluido que ofrece resistencia al movimiento relativo de sus moléculas, así de este modo la perdida de energía que estepresenta debido a la fricción entre sus partículas es consecuencia de la viscosidad, La viscosidad es una propiedad importante de los fluidos de perforación.
La viscosidad se genera por las fuerzas de cohesión entre las moléculas.
La Cohesión es la atracción entre moléculas que mantiene unidas las partículas de una sustancia. la cohesión es la fuerza de atracción entre partículas adyacentesdentro de un mismo cuerpo.
En el agua la fuerza de cohesión es elevada por causa de los puentes de hidrogeno que mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible. Al no poder comprimirse puede funcionar en algunos animales como un esqueleto hidrostático, como ocurre en algunos gusanos perforadores capaces deagujerear la roca mediante la presión generada por sus líquidos internos.
La viscosidad de un líquido disminuye con el aumento en la temperatura como observamos en el siguiente gráfico:
La viscosidad sólo se manifiesta en líquidos en movimiento, se ha definido la viscosidad como la relación existente entre el esfuerzo cortante y el gradiente de velocidad. Esta viscosidad recibe el nombre deviscosidad absoluta o viscosidad dinámica. Generalmente se representa por la letra griega.
b. VISCOSIDAD DINÁMICA
Es cuando se presenta movimiento en un fluido y este desarrolla una tensión de corte, la tensión de corte puede definirse como la fuerza requerida para deslizar una capa de aire unitario de una sustancia sobre otra capa de la misma sustancia, podemos encontrar que la magnitud de la tensión decorte denotada con la letra griega T (tao), es directamente proporcional al cambio de la velocidad entre diferentes posiciones del fluido
En la figura se ilustra el concepto de cambio de velocidad en un fluido mediante la exhibición de una capa delgada del fluido situada entre dos superfi­cies, una de las cuales está estacionaria, mientras que la otra se está moviendo
Una condición fundamentalque se presenta cuando un fluido real está en contacto con una superficie frontera, es que el fluido tiene la misma velocidad que la fron­tera. En la figura 2.1, entonces, el fluido que está en contacto con la superficie inferior tiene velocidad cero y el que está en contacto con la superficie superior tiene velocidad v.
Si la distancia entre las dos superficies es pequeña, entonces la rapidezde cambio de velocidad con respecto de la posición y es lineal. Esto es, varía como una línea recta. El gradiente de velocidad es una medida del cambio de velocidad y se define como Δv/Δy. También se le conoce como rapidez de corte. El hecho de que la tensión de corte del fluido es directamente proporcional al gradiente de velocidad puede establecerse matemáticamente como:
T=µ()
En la que laconstante de proporcionalidad μ (letra griega my) se conoce como viscosidad dinámica del fluido.
Se puede visualizar la interpretación física de la ecuación (2-1) al revolver un fluido con una varilla. La acción de revolver hace que se cree un gradiente de velocidad en el fluido. Se requiere una mayor fuerza para revolver un aceite frío, que tiene una viscosidad mayor (un alto valor de), que la...