mecanica

Definición de Viscosidad
Viscosidad, propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se le aplica una fuerza. La fuerza con la que una capa de fluido en movimiento arrastra consigo a las capas adyacentes de fluido determina su viscosidad.
Es importante tomar en cuenta que esta propiedad depende de la temperatura, la composición y la presión del fluido.
La viscosidad es unapropiedad cuya importancia radica en que determina el comportamiento, en cuanto al movimiento, que puede presentar un fluido bajo ciertas condiciones, por ejemplo de presión y temperatura. Un fluido puede ser muy viscoso y moverse con dificultad, como por ejemplo la melaza; o puede ser poco viscoso y moverse con facilidad, como por ejemplo el aire y el agua, los cuales con frecuencia son objeto deinterés en ingeniería.
Viscosidad Dinámica
La tensión de corte de un fluido se desarrolla cuando este se encuentra en movimiento y su magnitud depende de la viscosidad del fluido. Se puede definir a la tensión de corte como la fuerza requerida para deslizar una capa de área unitaria de una sustancia sobre otra capa de la misma sustancia. La magnitud de la tensión de corte es directamenteproporcional al cambio de velocidad entre diferentes posiciones del fluido en fluidos como el agua, el aceite, el alcohol o cualquier otro líquido común.
Cuando el fluido real está en contacto con una superficie frontera, el fluido tiene la misma velocidad que la frontera. El fluido que está en contacto con la superficie inferior tiene velocidad igual a cero y el que está en contacto con la superficiesuperior tiene velocidad igual a v. Cuando la distancia entre las dos superficies es pequeña, la rapidez de cambio de velocidad varía como una línea recta. De manera ilustrada tenemos el esquema en la Figura 1.
Figura 1. Gradiente de velocidad en un fluido en movimiento.

El gradiente de velocidad se define como y es una medida de cambio de velocidad, conocida también como rapidez de corte.Como la tensión de corte es directamente proporcional al gradiente de velocidad, podemos establecer la siguiente expresión matemática, conocida como la Ley de Newton para la viscosidad:
(1)
µ es una constante de proporcionalidad conocida como viscosidad dinámica del fluido.
Viscosidad cinemática
Como una convención, la viscosidad cinemática se define como el cociente entre la viscosidaddinámica de un fluido y su densidad. Debido a que la viscosidad dinámica y la densidad son propiedades del fluido, la viscosidad cinemática también lo es.
µ es la viscosidad dinámica y es la densidad del fluido.
Unidades de la viscosidad dinámica y la viscosidad cinemática
En el sistema internacional (SI), la unidad de viscosidad dinámica es el Pascal segundo (Pa.s) o también Newton segundo por metrocuadrado (N.s/m2), o sea kilogramo por metro segundo (kg/ms).
La unidad correspondiente en el sistema CGS es el Poise y tiene dimensiones de Dina segundo por centímetro cuadrado o de gramos por centímetro cuadrado. El Centipoise (cP), 10-2 poises, es la unidad más utilizada para expresar la viscosidad dinámica dado que la mayoría de los fluidos poseen baja viscosidad.
En el sistemainternacional (SI), la unidad de viscosidad cinemática es el metro cuadrado por segundo (m2/s). La unidad CGS correspondiente es el Stokes (St), con dimensiones de centímetro cuadrado por segundo y el Centistoke (cSt), 10-2 Stokes, que es el submúltiplo más utilizado.
En la Tabla N° 1 se enumeran las unidades de la viscosidad dinámica y la viscosidad cinemática en los tres sistemas más ampliamenteutilizados.
Tabla N° 1. Unidades de viscosidad dinámica y viscosidad cinemática

Sistema de Unidades
Viscosidad Dinámica
Viscosidad Cinemática
Sistema Internacional
(SI)
1 N·s/m² o 1 kg/(m·s
Pa.s
1 stoke = 100 centistokes = 1 cm²/s = 0,0001  m²/s
Sistema Británico de Unidades
1 Reyn = 1 lb f • s • in-2 = 6,89476 × 106 cP = 6890 Pa × s

Sistema
cgs
poise (1 poise (P) ≡ 1g·(s·cm)−1 ≡ 1...