Laboratorio Propiedades De Los Fluidos - Mecánica De Fluidos
Páginas: 7 (1714 palabras)
Publicado: 7 de mayo de 2012
Universidad Nacional de Colombia sede Medellín
Mecánica de fluidos
Práctica de laboratorio No. 2
Propiedades de los fluidos
Rosa Madrid Arroyo (rmmdrida@unal.edu.co),
Silvia Natalia Zapata (snzapata@unal.edu.co).
1. Objetivos
* Presentar dos de las propiedades básicas de los fluidos: viscosidad y tensión superficial
* Calcular la viscosidad de un fluido usando la leyde Stokes
* Calcula la tensión superficial de una burbuja de jabón
* Introducir al estudiante al tratamiento estadístico de datos
2. Viscosidad
En un tubo de radio R, lleno con un fluido con densidad pf, se dejan caer esferas de radio r y densidad pe y se mide la velocidad de caída. Para determinar la velocidad de caída, se miden los tiempos requeridos para que las esferascaigan distancias conocidas y se hace un análisis de regresión lineal del desplazamiento contra el tiempo, cuya pendiente es la velocidad límite de caída vl.
Figura 1 - Medición de la viscosidad usando la ley de Stokes
La ley de Stokes permite calcular la viscosidad dinámica del fluido como,
µ=29pe-pfvlgr2
Ecuación (1)
El procedimiento consiste en dejar caer una esfera de acero en laprobeta llena con glicerina y medir cuidadosamente el tiempo en el que la esfera pasa por las marcas realizadas en la pared de la probeta.
Con base en los tiempos medidos para las longitudes recorridas, se hace una regresión lineal con intercepto cero, es decir de la forma y=mx, donde y representa el espacio recorrido por la esfera y x el tiempo de caída, por lo tanto la pendiente de ésta línearecta es la velocidad límite vl. Con ésta velocidad límite y los demás parámetros calcular la viscosidad dinámica de la glicerina, usando la ecuación (1).
Los tiempos en la practica se tomaron seis veces, en las tablas siguientes se muestran:
Distancia (cm) | Tiempo 1(seg) | Tiempo 2 (seg) | Tiempo 3 (seg) | Tiempo 4 (seg) | Tiempo 5 (seg) | Tiempo 6 (seg) | Tiempo Promedio (seg) |
0 | 0 | 0| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
5 | 2.13 | 2.10 | 2.19 | 2.05 | 2.08 | 2.16 | 2.11 |
10 | 3.23 | 3.27 | 3.33 | 3.19 | 3.17 | 3.27 | 3.24 |
15 | 4.29 | 4.44 | 4.53 | 4.33 | 4.38 | 4.42 | 4.39 |
20 | 5.58 | 5.66 | 5.67 | 5.53 | 5.58 | 5.66 | 5.61 |
25 | 6.73 | 6.80 | 6.91 | 6.69 | 6.73 | 6.87 | 6.78 |
30 | 7.92 | 8.02 | 8.03 | 7.85 | 7.98 | 8.02 | 7.97 |
35 | 9.13 | 9.23 | 9.24 | 9.05 | 9.19 |9.21 | 9.17 |
40 | 10.02 | 10.07 | 10.15 | 9.98 | 10.11 | 10.21 | 10.09 |
45 | 11.89 | 11.98 | 11.29 | 11.34 | 10.87 | 10.95 | 11.38 |
Tabla N°01
Haciendo la grafica de la distancia Vs tiempo, de donde el tiempo es el promedio de los seis tiempos tomados y esta en la línea del eje x, y la distancia esta en la línea del eje y.
Grafica N°01 – Distancia Vs Tiempo
De la regresiónlineal vista en la grafica se obtiene la ecuación de la recta:
y=3.8041x
Luego la pendiente de esta recta que a su ves es la velocidad limite de la esfera es:
vl=3.8041 cmseg
Sabiendo, de tablas consultadas que la densidad del acero (material de la esfera) es:
pe=7850kgm3=7.85grcm3
Y que la densidad de la glicerina (líquido en el que se deja caer la esfera en la probeta) es:
pf=1.261grcm3
Ysabiendo que el radio de la esfera es:
r=0.0625pul=0.1587cm
Y que la gravedad es:
g=980cm/seg2
Luego podemos calcular la viscosidad dinámica de la glicerina como:
µ=297.85grcm3-1.261grcm33.8041 cmseg980cm/seg20.1587cm2
µ=9.5grsegcm
3. Tensión superficial
En la superficie de contacto entre un líquido y un gas hay un desbalance de energía que da cuenta de la tensión en la interface,las fuerzas cohesivas entre las moléculas de gas, por encima de la superficie, son menores que las fuerzas correspondientes en la fase líquida, lo cual produce un efecto de tensión en la membrana de la superficie. La tensión superficial, tiene unidades de fuerza por unidad de longitud F.L-1.
En el caso de una burbuja esférica formada con una sustancia jabonosa, existen dos membranas...
Mecánica de fluidos
Práctica de laboratorio No. 2
Propiedades de los fluidos
Rosa Madrid Arroyo (rmmdrida@unal.edu.co),
Silvia Natalia Zapata (snzapata@unal.edu.co).
1. Objetivos
* Presentar dos de las propiedades básicas de los fluidos: viscosidad y tensión superficial
* Calcular la viscosidad de un fluido usando la leyde Stokes
* Calcula la tensión superficial de una burbuja de jabón
* Introducir al estudiante al tratamiento estadístico de datos
2. Viscosidad
En un tubo de radio R, lleno con un fluido con densidad pf, se dejan caer esferas de radio r y densidad pe y se mide la velocidad de caída. Para determinar la velocidad de caída, se miden los tiempos requeridos para que las esferascaigan distancias conocidas y se hace un análisis de regresión lineal del desplazamiento contra el tiempo, cuya pendiente es la velocidad límite de caída vl.
Figura 1 - Medición de la viscosidad usando la ley de Stokes
La ley de Stokes permite calcular la viscosidad dinámica del fluido como,
µ=29pe-pfvlgr2
Ecuación (1)
El procedimiento consiste en dejar caer una esfera de acero en laprobeta llena con glicerina y medir cuidadosamente el tiempo en el que la esfera pasa por las marcas realizadas en la pared de la probeta.
Con base en los tiempos medidos para las longitudes recorridas, se hace una regresión lineal con intercepto cero, es decir de la forma y=mx, donde y representa el espacio recorrido por la esfera y x el tiempo de caída, por lo tanto la pendiente de ésta línearecta es la velocidad límite vl. Con ésta velocidad límite y los demás parámetros calcular la viscosidad dinámica de la glicerina, usando la ecuación (1).
Los tiempos en la practica se tomaron seis veces, en las tablas siguientes se muestran:
Distancia (cm) | Tiempo 1(seg) | Tiempo 2 (seg) | Tiempo 3 (seg) | Tiempo 4 (seg) | Tiempo 5 (seg) | Tiempo 6 (seg) | Tiempo Promedio (seg) |
0 | 0 | 0| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
5 | 2.13 | 2.10 | 2.19 | 2.05 | 2.08 | 2.16 | 2.11 |
10 | 3.23 | 3.27 | 3.33 | 3.19 | 3.17 | 3.27 | 3.24 |
15 | 4.29 | 4.44 | 4.53 | 4.33 | 4.38 | 4.42 | 4.39 |
20 | 5.58 | 5.66 | 5.67 | 5.53 | 5.58 | 5.66 | 5.61 |
25 | 6.73 | 6.80 | 6.91 | 6.69 | 6.73 | 6.87 | 6.78 |
30 | 7.92 | 8.02 | 8.03 | 7.85 | 7.98 | 8.02 | 7.97 |
35 | 9.13 | 9.23 | 9.24 | 9.05 | 9.19 |9.21 | 9.17 |
40 | 10.02 | 10.07 | 10.15 | 9.98 | 10.11 | 10.21 | 10.09 |
45 | 11.89 | 11.98 | 11.29 | 11.34 | 10.87 | 10.95 | 11.38 |
Tabla N°01
Haciendo la grafica de la distancia Vs tiempo, de donde el tiempo es el promedio de los seis tiempos tomados y esta en la línea del eje x, y la distancia esta en la línea del eje y.
Grafica N°01 – Distancia Vs Tiempo
De la regresiónlineal vista en la grafica se obtiene la ecuación de la recta:
y=3.8041x
Luego la pendiente de esta recta que a su ves es la velocidad limite de la esfera es:
vl=3.8041 cmseg
Sabiendo, de tablas consultadas que la densidad del acero (material de la esfera) es:
pe=7850kgm3=7.85grcm3
Y que la densidad de la glicerina (líquido en el que se deja caer la esfera en la probeta) es:
pf=1.261grcm3
Ysabiendo que el radio de la esfera es:
r=0.0625pul=0.1587cm
Y que la gravedad es:
g=980cm/seg2
Luego podemos calcular la viscosidad dinámica de la glicerina como:
µ=297.85grcm3-1.261grcm33.8041 cmseg980cm/seg20.1587cm2
µ=9.5grsegcm
3. Tensión superficial
En la superficie de contacto entre un líquido y un gas hay un desbalance de energía que da cuenta de la tensión en la interface,las fuerzas cohesivas entre las moléculas de gas, por encima de la superficie, son menores que las fuerzas correspondientes en la fase líquida, lo cual produce un efecto de tensión en la membrana de la superficie. La tensión superficial, tiene unidades de fuerza por unidad de longitud F.L-1.
En el caso de una burbuja esférica formada con una sustancia jabonosa, existen dos membranas...
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