Laboratorio mecanica fluidos

MECANICA DE FLUIDOS ICI-3415

Laboratorio Nº 1

Viscosímetro Stormer

INDICE

INTRODUCCION 3

OBJETIVOS 4

DESARROLLO 5

CONCLUSIONES 10

REFERENCIAS 11
Introducción

Los conceptos principales para la realización de este laboratorio corresponden a propiedades físicas mecánicas de los fluidos, tales como: Viscosidad, Torque, Peso y Velocidad Angular.

• Viscosidad: Esaquella propiedad que se opone a la deformación del fluido, esta propiedad opone resistencia al movimiento relativo de las moléculas fluidas. Se denota con la letra griega [pic].
• Velocidad angular: En física, específicamente en mecánica, la velocidad angular ω (también conocida como frecuencia angular o pulsación) es una medida de la velocidad de rotación. Se mide en radianes por segundo (osimplemente s-1 porque los radianes son adimensionales). [1]
La razón de ello es que una revolución completa es igual a 2π radianes:
Cuando T es el período y f es la frecuencia.

• Peso: es la medida de la fuerza que ejerce la gravedad sobre un cuerpo. [1]

• Pendiente: La pendiente permite obtener el grado de inclinación que tiene una recta, mientras que el coeficiente de posiciónseñala el punto en que la recta interceptará al eje de las ordenadas. Cuando se tienen dos puntos cualesquiera (x1,y1) y (x2,y2), la pendiente queda determinada por el cuociente entre la diferencia de las ordenadas de dos puntos de ella y la diferencia de las abscisas de los mismos puntos, o sea:
ec. 1 [2]
La pendiente será obtenida mediante las ecuaciones:
[pic]

DondeF: fuerza que se aplica sobre un cuerpo
m: masa del cuerpo
a: aceleración del cuerpo

Para el caso a analizar, la fuerza corresponde al peso, la masa se mide a través de las constantes [pic] y [pic], y la aceleración será representada por la aceleración angular [pic]. Por lo tanto la ecuación queda descrita de la siguiente forma:

[pic]ec.2.
Despejando la ec.2:

[pic] ec.3.

[pic] : representa la pendiente de la recta.

Igualando con la ec. 1, se tiene:

[pic] ec.4.

Objetivo

Entender y comprender elcomportamiento de los fluidos, así también como su comportamiento mecánico. En particular su viscosidad, su velocidad angular y peso mecánico. Con estos conceptos adquiridos realizar un análisis gráfico de la pendiente y así obtener la mejor curva para los puntos a graficar, para de esta forma determinar la constante k o la viscosidad µ tanto para el viscosímetro como para el fluido respectivamente,mediante la ec. 2.

Desarrollo

Este viscosímetro esta formado por un cilindro que hace la función de estanque, en el cual se encuentra un fluido con viscosidad µ y dentro de él un cilindro que gira debido a la acción de un peso W que cuelga de una cuerda mediante una polea, la cual está atada al cilindro rotatorio, y este hace girar el cilindro con una velocidad angular w.

La viscosidad µ serelaciona con W y w mediante la ec. 3, donde K es una constante que depende de la geometría del viscosímetro (considerando la profundidad del fluido). El valor de esta constante es usualmente determinado usando un líquido de calibración, que corresponde a un líquido tanto de viscosidad conocida como desconocida.

En la figura 1 se muestra el viscosímetro recién descrito.

Fig. 1:

[pic]Pregunta (a):

A continuación se detallan algunos datos obtenidos para un particular viscosímetro Stormer utilizando como líquido de calibración glicerina a 20º C. Estos datos están colocados en la siguiente tabla donde los valores del peso se encuentran en el eje de las ordenadas y los valores de velocidad en el eje de las abscisas. Dibujar la mejor curva a través de los puntos obtenidos en...