Informe Densidad Viscosidad

Densidad y viscosidad (viscosimetro rotativo)

Introducción
Viscosidad Dinámica: La viscosidad es una propiedad macroscópica del fluido, de carácter intensivo (no depende de la cantidad de materia). Es aquella propiedad del fluido por la cual éste ofrece resistencia al corte o cizalle. Las unidades en que se mide la viscosidad surgen de manera natural al aplicar la llamada Ley de Newton: alaplicar un esfuerzo de corte [pic] sobre un fluido, el gradiente de velocidad [pic] es proporcional al esfuerzo aplicado:[pic] [2]
Es decir: [pic] (1)

Para cada fluido, la viscosidad dinámica [pic] es mayor, cuando el fluido requiere un mayor esfuerzo cortante τ para conseguir la misma velocidad de deformación angular du/dy.

Si tenemos dos canales inclinados, y en uno colocamos unamasa conocida de agua, y en otro colocamos la misma masa de melaza observaremos que el agua se desplaza fácilmente, mientras que la melaza demora mucho más. Las moléculas del fluido que están más cercanas a las paredes del conducto se desplazan a menor velocidad, mientras que las que están más alejadas adquieren mayor velocidad. Para un mismo esfuerzo cortante sobre las capas del fluido, elcrecimiento transversal al flujo de la velocidad de las capas del fluido será mayor cuanto menor sea su viscosidad.

Las dimensiones de la viscosidad dinámica son (FT/L2). Las unidades de la viscosidad dinámica en el SI es N.s/m2 y el SIG es lb.s/pie2. una unidad muy utilizada en el SI es el poise (P), denominado así en honor de Jan Louis Poiseuille (1799-1869). Un poise (P) es igual a 0,10 N.s/m2 yun centipoise (cP) es igual a 0,01 poise. Por ejemplo, en el caso del agua μ=1cP a 20ºC.

Densidad: la densidad de un fluido es la masa o cantidad de materia contenida en una unidad de volumen. La densidad en un fluido se representa por la letra griega ρ (rho) y se define como el cociente entre la más y el volumen. La densidad se utiliza para caracterizar la masa de un fluido. En el SistemaInternacional de Medidas (SI) las unidades de ρ son kg/m3 y en el Sistema Ingles Gravitacional de medidas (SIG) son slugs/pie3.

La densidad de un fluido disminuye al aumentar la temperatura. Esto se debe a que a mayor temperatura la actividad y separación intermolecular aumenta y por lo tanto existirán menos moléculas por unidad de volumen.

Por otro lado, al aplicar presión sobre un fluido sepuede forzar a un número mayor de moléculas dentro de una unidad de volumen, por lo cual afirmamos que la densidad de un gas tiende a aumentar con la presión. Los líquidos sin embargo, no encajan completamente en este enunciado, y varios de ellos requieren grandes cambios de presión para variar su densidad en forma significativa.

Viscosidad Cinemática: En el análisis del transporte de los fluidosaparece muchas veces el cociente entre la viscosidad dinámica y la densidad (μ/ρ). A esta razón se le denomina viscosidad cinemática y se le representa por la letra griega ν (nu). Por otra parte, las dimensiones de la viscosidad cinemática son (L2/T). Las unidades de ν en el SI es m2/s y el SIG es pie2/s. Una unidad muy utilizada en el SI es el Stokes (St), en honor a Sir Georges Stokes(1819-1903). Un Stokes (St) es igual a 1cm2/s y un centistokes (cSt) es igual a 10-6m2/s. [1]

1. Objetivos
• Familiarizarse con equipos de medición de densidad y viscosidad, dos de las propiedades de mayor influencia en el comportamiento de los fluidos.
• Determinar experimentalmente la viscosidad dinámica y cinemática de los líquidos estudiados.

Marco teórico
2. Ecuaciones teóricasViscosidad: el significado de la viscosidad está planteado en la ecuación de Newton (1) la cual se encuentra representada gráficamente mediante la Figura 1. La ecuación 2 representa la viscosidad cinemática. [1]
[pic] (1)

[pic] (2)









Figura 1.- Comportamiento de un fluido colocado entre 2 placas.

Donde, τ esfuerzo cortante aplicado al fluido...