Densidad Y Viscosidad

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA LABORATORIO DE FLUIDOS

Tema: Densidad y Viscosidad

ÍNDICE: 1 Teoría General 1.1 Densidad y gravedad específica 1.2 Viscosidad Conocimiento del equipo 2.1 Densidad 2.2 Viscosidad Equipos de medición actuales 3.1 Densidad 3.2 Viscosidad Aplicación de la teoría al equipo 4.1 Densidad 4.2 Viscosidad Cuadro de datos 5.1 Equipos 5.2Constantes físicas Ejemplo de cálculo 6.1 Densidad 6.2 Viscosidad Cuadro de resultados 7.1 Densidad 7.2 Viscosidad Conclusiones y Recomendaciones 8.1 Conclusiones 8.2 Recomendaciones Bibliografía 9.1 Bibliografía

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1. Teoría General 1.1 Densidad y gravedad específica 1.1.1.Densidad: La densidad es unapropiedad física de la materia que relaciona la masa de un cuerpo o una sustancia con su volumen. Esta propiedad brinda una idea de cuán compactas están los átomos de un elemento o las moléculas en un compuesto, es decir, mientras más unidas están las partículas individuales de una sustancia, más densa es la misma. En general, la densidad depende de la presión y la temperatura. Cuando se aumenta lapresión la densidad también aumenta debido a que los átomos ó moléculas están más unidos entre sí; y al aumentar la temperatura la densidad disminuye porque los radios atómicos aumentan. En la mayoría de los gases la densidad varía directamente con la presión e inversamente con la temperatura, mientras que en los líquidos y sólidos, como las moléculas se encuentran muy cercanas, la presión es unfactor despreciable y por lo tanto la densidad de estos depende directamente de la temperatura. Se la representa con la letra griega “”, y se la calcula con la siguiente fórmula:

Donde m es la masa de la sustancia y v su volumen. En la tabla 1 se puede observar las diferentes unidades para los dos sistemas principales. Unidades de densidad en el Sistema Internacional (SI) Kilogramo por metrocúbico [kg/m³] Gramo por centímetro cúbico [g/cm³) Kilogramo por litro [kg/L] Gramo por mililitro [g/mL] Unidades de densidad en el Sistema Anglosajón Onza por pulgada cúbica [oz/in3] Libra por pulgada cúbica [lb/in3] Libra por pie cúbico [lb/ft3] Libra por galón [lb/gal] Tabla 1. Unidades de densidad

1.1.2.Densidad relativa o gravedad específica: Es la relación que guarda la densidad de unasustancia con respecto al agua, a una temperatura de 4 °C. Se toma el valor de la densidad del agua a esta temperatura porque es el valor más grande que puede alcanzar. Se la representa con la letra griega “” acompañada por el subíndice “r” que indica que es relativa, y se la calcula mediante a través de la siguiente ecuación:

Donde  es la densidad del fluido y o es la densidad del agua a 4 °C.1.1.3.Densidad relativa en grados API o grados Baumé: La densidad relativa en grados API o Baumé utiliza una temperatura de referencia de 60 °F en lugar de 4 °C como en el caso anterior, por eso se la diferencia con la notación: Gravedad específica 60/60 °F Lo cual indica que tanto el fluido como el agua se encuentran a esta temperatura. La escala Baumé indica la concentración de ciertas sustanciascomo jarabes, ácidos, etc., en base a esta escala se han creado ecuaciones para el cálculo de la gravedad específica para fluidos más densos que el agua y viceversa y estas son: Fluidos más pesados que el agua

Fluidos más ligeros que el agua

El instituto API ha creado una escala un poco diferente a la Baumé para derivados del petróleo la cual utiliza la siguiente ecuación:

1.1.4.Densidaden gases: La densidad de los gases es fuertemente afectada por la presión y la temperatura, por lo tanto la ley de los gases ideales describe matemáticamente la relación entre estas tres magnitudes:

Donde p es la presión del gas, M su masa molar, T su temperatura absoluta y R es la constante universal de los gases ideales.

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1.2 Viscosidad: La viscosidad es la propiedad del fluido en...