la viscosidadde ee

LA VISCOSIDAD


1. Introducción.

Las condiciones preliminares de los fluidos en movimiento se pueden clasificar con respecto a varios aspectos. Uno de ellos es el aspecto clasificatorio, se introduce con respecto al roce interno. Se tiene el flujo de un fluido ideal si se ignoran todos los efectos debido al roce interno. En caso contrario se estará considerando flujos de líquidos o gasesreales.
Si se coloca una gota de un cierto fluido en un plano inclinado, puede ser que llegue abajo en unos cuantos segundos, como también lo puede hacer en un largo tiempo limitado.
Esto ocurre porque existe un roce entre las capas del fluido, en unos se presentan con menor roce que otros, de aquí nace el concepto de viscosidad.
Un físico−mecánico, se puede constatar el valor de la viscosidad.
Latrayectoria de un pequeño elemento de fluido define una línea de corriente o línea de flujo. A su vez todo un haz de líneas de flujo define un tubo de flujo. También podemos clasificar los fluidos en movimiento con respecto al comportamiento de sus líneas de corriente. Si éstas no varían a medida que transcurre el tiempo se tiene un flujo estacionario o un flujo laminar; en caso contrario el flujo esturbulento.

2. Objetivos.
Establecer experimentalmente, la relación de la viscosidad de un fluido incompresible (aceite) con la temperatura, bajo condiciones en la práctica.

3 Marco Teórico.
La viscosidad es la propiedad de los fluidos que determina la resistencia al movimiento.
Se ha encontrado que el esfuerzo de resistencia, , en el caso de un flujo laminar, es proporcional al gradiente develocidad, , y de esta manera se cumple que:

…………………….. (1)



Donde “” se define como el coeficiente de viscosidad dinámica del fluido.

En la Mecánica de Fluidos se considera también otro parámetro, denominado viscosidad cinemática, que se expresa como:

…………………….. (2)


Donde  = densidad del fluido

Conociendo que la propiedad de la resistencia viscosa de los fluidosincompresibles cambia en relación inversa con la variación de la temperatura y puede determinarse de diferentes formas:









a) Mediante la aplicación de tablas y gráficos.
b) A partir de expresiones analíticas. Por ejemplo para el caso del agua se tiene la siguiente expresión:


…..…… (3)


Donde “” es la viscosidad cinemática enStokes y “t” es la temperatura en °C.

c) Utilizando dispositivos denominados viscosímetros, que pueden ser de varios tipos, los cuales difieren por su estructura y tipo de funcionamiento. Los más conocidos son los viscosímetros rotacionales y los capilares
d) A partir de métodos semiempíricos en el laboratorio como por ejemplo, a partir de la resistencia “F” al asentamiento que experimenta unaesfera durante su descenso en el seno de un líquido, según muestra la figura Nº 1





Figura N° 1



Si el peso de la esfera se iguala a la resistencia "F" se obtiene en forma indirecta la viscosidad del fluido, conociendo previamente que CD es función del número de Reynolds.


3.1 CALCULO ANALITICO DE LA VELOCIDAD DE CAIDAEl método de determinación de la viscosidad conocido como el método de Sedimentación, será el utilizado en la presente práctica de laboratorio.

La resistencia F precisada puede escribirse:

F = ρ V² A CD, la resistencia de fluido al asentamiento de la esfera………… (4)

Siendo el peso de la esfera sumergida:
mg= D³ (ρs - ρ)g , el peso sumergido de la esfera…………………..(5)

Donde:V : Es la velocidad de descenso de la esfera en el fluido.
A : Es el área proyectada de la esfera = D²/4
CD : Coeficiente de arrastre del cuerpo en el seno de lfluido
D : Es el diámetro de la esfera.
g : gravedad.
ρ : Densidad del fluido.
ρs : Densidad de la esfera

Igualando F y G expresado en las ecuaciones (4) y (5) se obtiene:...