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Prac Lab 10: Viscosidad de Fluidos

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Practica 10: Viscosidad de Fluidos
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1. OBJETIVOS
q

Medir la viscosidad del fluido en el viscosímetro HOPPLER a diferentes temperaturas con ayuda de untermóstato. Analizar como varia la viscosidad del fluido al aumentarla de la temperatura ambiente. Aprender a manejar el viscosímetro Hoppler con destreza así como el termóstato. 2. MARCO TEORICO

q

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Definición de fluido Se define fluido como una sustancia que se deforma continuamente bajo la acción de un esfuerzo de corte, por tanto, en ausencia de este, no habrá deformación. Los fluidospueden clasificarse de manera general de acuerdo con la relación entre el esfuerzo de corte aplicado y la relación de deformación. Consideremos un elemento de fluido entre dos placas paralelas infinitas. La placa superior se mueve a una velocidad constante, du, bajo la influencia de una fuerza aplicada constante, dFx. El esfuerzo de corte tyx aplicado al elemento de fluido está dado por:http://www.construaprende.com/Lab/10/Prac10_1.html (1 of 6) [27/07/2002 06:59:13 a.m.]

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tyx= limdAy-->0 dFx/dAy = dFx/dAy (1)

donde dAy es el área del elemento de fluido en contacto con la placa. Durante el intervalo de tiempo dt el elemento de fluido se deforma de la posición MNOP a la posición M'NOP'. La relación de deformación del fluido está dada por:relación de deformación = limdt-->0 da/dt = da/dt (2)

Para calcular el esfuerzo de corte tyx, es deseable expresar da/dt en terminos de cantidades medibles fácilmente. Esto puede hacerse sin dificultades. La distancia dl entre los puntos M y M' es dl = du·dt (3) o de manera alternativa para ángulos pequeños, dl =dy·da (4) Igualando estas dos expresiones para dl obtenemos: da/dt = du/dy (5)http://www.construaprende.com/Lab/10/Prac10_1.html (2 of 6) [27/07/2002 06:59:13 a.m.]

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Tomando el límite de ambos lados de la igualdad, obtenemos da/dt = du/dy (6) Por lo tanto el elemento de fluido de la figura cuando se somete a un esfuerzo de corte, experimenta una relación de deformación (relación de corte) dada por du/dy. Los fluidos en que los esfuerzos decorte es directamente proporcional a la tasa de deformación son fluidos newtonianos. El término no newtoniano se utiliza para clasificar todos los fluidos en los cuales el esfuerzo de corte no es directamente proporcional a la relación de corte. Fluidos Newtonianos. Los fluidos más comunes tales como el agua, el aire y la gasolina son newtonianos en condiciones normales. Si el fluido de la figuraanterior es newtoniano entonces: tyx adu/dy (7)

Si consideramos la deformación de dos fluidos newtonianos diferentes, digamos glicerina y agua podemos darnos cuenta de que se deformarán a diferentes proporciones ante la acción del mismo esfuerzo de corte aplicado. La glicerina presenta una resistencia mucho mayor a la deformación que el agua y por ello podemos decir que es mucho más viscosa.La constante de proporcionalidad de la ecuación (7) es la viscosidad absoluta (dinámica), m. Así, en terminos de las coordenadas de la figura, la ley de viscosidad de Newton está dada para un flujo unidimensional por: tyx = m·(du/dy) (8)

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Las dimensiones de laviscosidad dinámica son [Ft/L2] o en forma equivalente [M/Lt]. En el sistema métrico, la unidad básica de viscosidad se denomina poise (poise = g/cm*s). En la mecánica de fluidos a menudo surge la relación entre la viscosidad absoluta y la densidad. Esta relación recibe el nombre de viscosidad cinemática y se representa mediante el simbolo n. Las dimensiones de n son [L2 /t]. La unidad para n es un stoke...