Viscosidad

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Viscosidad

Como se Determina:

La viscosidad es la fricción interna en un fluido. Las fuerzas viscosas se oponen al movimiento de una porción de un fluido relativo a otra. La viscosidad hace que cueste algún trabajo remar una canoa en aguas tranquilas, pero también es lo que hace que funcione el remo. Los efectos viscosos son importantes en el flujo de fluidos en las tuberías, en el flujo dela sangre, en la lubricación de las partes de un motor y en muchas otras situaciones.

La viscosidad está determinada como el esfuerzo que debe ejercer un fluido para poder moverse de un lugar a otro sobre la variación de la deformación que este sufre.

En sistema internacional la viscosidad esta medida en Pascales * seg.
Fluido newtoniano
Un fluido newtoniano es un fluido cuya viscosidadpuede considerarse constante en el tiempo. La curva que muestra la relación entre el esfuerzo o cizalla contra su tasa de deformación es lineal y pasa por el origen, es decir, el punto [0,0]. El mejor ejemplo de este tipo de fluidos es el agua en contraposición al pegamento, la miel o los geles que son ejemplos de fluido no newtoniano.
Un buen número de fluidos comunes se comportan como fluidosnewtonianos bajo condiciones normales de presión y temperatura: el aire, el agua, la gasolina, el vino y algunos aceites minerales.

Variación de la viscosidad con respecto a la temperatura:

Los fluidos que fluyen con facilidad, como el agua y la gasolina, tienen menor viscosidad que los líquidos espesos” como la miel o el aceite para motor. Las viscosidades de todos los fluidos dependen muchode la temperatura, aumentan para los gases y disminuyen para los líquidos al subir la temperatura. Un objetivo importante en el diseño de aceites para lubricar motores es reducir lo más posible la variación de la viscosidad con la temperatura.

Ley de Poiseuille:

La ley de Poiseuille es la ley que permite determinar el flujo laminar estacionario ΦV de un líquido incompresible yuniformemente viscoso (también denominado fluido newtoniano) a través de un tubo cilíndrico de sección circular constante. Esta ecuación fue derivada experimentalmente en 1838, formulada y publicada en 1840 y 1846 por Jean Louis Marie Poiseuille (1797-1869). La ley queda formulada del siguiente modo:

donde V es el volumen del líquido que circula en la unidad de tiempo t, Vmedia la velocidad media delfluido a lo largo del eje z del sistema de coordenadas cilíndrico, R es el radio interno del tubo, Δp es la caída de presión entre los dos extremos, η es la viscosidad dinámica y L la longitud característica a lo largo del eje z.

Ley de Stokes:
La ley de Stokes se refiere a la fuerza de fricción experimentada por objetos esféricos moviéndose en el seno de un fluido viscoso en un régimen laminar debajos números de Reynolds. La ley de Stokes es válida en el movimiento de partículas esféricas pequeñas moviéndose a velocidades bajas.
La ley de Stokes puede escribirse como:

donde R es el radio de la esfera, v su velocidad y η la viscosidad del fluido.
La condición de bajos números de Reynolds implica un flujo laminar lo cual puede traducirse por una velocidad relativa entre la esfera y elmedio inferior a un cierto valor crítico. En estas condiciones la resistencia que ofrece el medio es debida casi exclusivamente a las fuerzas de rozamiento que se oponen al deslizamiento de unas capas de fluido sobre otras a partir de la capa límite adherida al cuerpo. La ley de Stokes se ha comprobado experimentalmente en multitud de fluidos y condiciones.
Si las partículas están cayendoverticalmente en un fluido viscoso debido a su propio peso puede calcularse su velocidad de caída o sedimentación igualando la fuerza de fricción con el peso aparente de la partícula en el fluido.

Donde:
Vs es la velocidad de caída de las partículas (velocidad límite)
g es la aceleración de la gravedad,
ρp es la densidad de las partículas y
ρf es la densidad del fluido.
η es la viscosidad del...
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