Matematicas

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA ESPAÑA DE DURANGO

INGENIERÍA MECÁNICA
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
CUARTO CUATRIMESTRE

VISCOSIDAD DE LOS FLUIDOS

MECÁNICA DE FLUIDOS
CATEDRÁTICO: ING. OBED GALVÁN LÓPEZ


CONTENIDO
Introducción

Viscosidad de los fluidos
Grados de viscosidad SAE
Grados de viscosidad ISO

Conclusión

Bibliografía

INTRODUCCIÓN
En este trabajo empezaremos a definirviscosidad un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se le aplica una fuerza. Los fluidos de alta viscosidad presentan una cierta resistencia a fluir; los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad. La fuerza con la que una capa de fluido en movimiento arrastra consigo a las capas adyacentes de fluido determina su viscosidad, que se mide con un recipiente (viscosímetro) que tiene unorificio de tamaño conocido en el fondo. La velocidad con la que el fluido sale por el orificio es una medida de su viscosidad.
La viscosidad de un fluido disminuye con la reducción de densidad que tiene lugar al aumentar la temperatura. En un fluido menos denso hay menos moléculas por unidad de volumen que puedan transferir impulso desde la capa en movimiento hasta la capa estacionaria. Esto, a suvez, afecta a la velocidad de las distintas capas. El momento se transfiere con más dificultad entre las capas, y la viscosidad disminuye. En algunos líquidos, el aumento de la velocidad molecular compensa la reducción de la densidad. Los aceites de silicona, por ejemplo, cambian muy poco su tendencia a fluir cuando cambia la temperatura, por lo que son muy útiles como lubricantes cuando unamáquina está sometida a grandes cambios de temperatura.

VISCOSIDAD DE LOS FLUIDOS
Concepto de viscosidad
El concepto de viscosidad nació con Newton, cuando en su obra "Philosophiae Naturalis. Principia Matemática" afirmó que la resistencia ejercida, y que surge a partir de una falta en el deslizamiento de un fluido, si el resto de factores se mantienen, es proporcional a la velocidad a la que laspartes de un fluido son separadas entre sí. De este modo, se establece la proporcionalidad existente entre el esfuerzo por unidad de área (F/A) necesario para producir un gradiente de velocidades en un fluido, siendo la constante de proporcionalidad un factor que describe "la capacidad de deslizamiento de un fluido" (más tarde esta constante de proporcionalidad fue llamada viscosidad). Lahipótesis propuesta por Newton se suele representar con un esquema como el de la Figura 2.1, en el que se muestra dos superficies de superficie A, separadas por una distancia Y, estando una de ellas sometida a una fuerza F que le provoca una velocidad V. Al mismo tiempo, se suele describir matemáticamente los principios establecidos por Newton a partir de una expresión matemática como la ecuación 2.1:σ = μ dtdy (2.1)
donde:50
σ es el esfuerzo por unidad de área o esfuerzo de cizalla (F/A).
dydt Es el gradiente de velocidades, también llamado velocidad de deformación o velocidad de cizalla (dvdx)
Hay que decir que dependiendo del libro consultado, y del significado de "esfuerzo por unidad de área", es posible encontrar expresiones alternativas, todas ellas válidas en el contexto adecuado:τ = μ dydt (2.1a)
τ =- μ dydt (2.1b) 2
La viscosidad de un fluido Newtoniano se suele representar con la letra griega μ, pero para fluidos no Newtonianos la viscosidad aparente se suele representar entonces con la letra griega η.

Figura 2.1. Experimento hipotético basado en las afirmaciones de Newton.
En la tabla 2.1, se muestra una guía aproximada del rango de viscosidades paradiversos materiales a temperatura ambiente y presión atmosférica.
Tabla 2.1. Valores de viscosidad para diversos materiales.
Líquido | Viscosidad aproximado (Pa-s) |
Vidrio fundido (500ºC) | 1012 |
Bitumen | 108 |
Polímeros fundidos | 103 |
Jarabes | 102 |
Miel líquida | 101 |
Glicerol | 10-1 |
Aceite de oliva | 10-2 |
Agua | 10-3 |
Aire | 10-5 |

De acuerdo...