Propiedades de los fluidos

Propiedades de los fluidos
Curso: IC-0605 Laboratorio de Mecánica de Fluidos Número de grupo de laboratorio: 53 Estudiante: Luis Roberto Hernández Flores Carné: A82996 Fecha de realización de la prueba: 21 de agosto de 2012

Datos experimentales:
Viscosidad: Distancia entre las marcas: 20 cm Balines: acero

Cuadro 1. Tiempo de caída de las esferas de diferentes diámetros en los dos líquidosLíquido Aceite SAE 20W-50 Glicerina Esfera de 1/16'' Tiempo caída (s) 9,7 26,3 9,2 26,5 Esfera de 3/32'' Tiempo caída (s) 4,3 12,0 4,3 11,8 Esfera de 1/8'' Tiempo caída (s) 2,5 6,6 2,4 6,8 Esfera 5/32'' Tiempo caída (s) 1,3 4,1 1,5 4,3

Fuente: Elaboración propia, datos recolectados en laboratorio

Temperatura del líquido: Glicerina 22 °C Densidad de líquidos y sólidos: PARTE A: Peso de labotella seca y vacía con tapa: 30,6 g

Aceite 22°C

Peso de la botella seca y llena con el líquido con tapa: 82,0 g Volumen de la botella de densidad: 50 cm³ PARTE B: Peso del sólido seco: 38,9 g Peso del beaker seco y vacío: 55,4 g Pastilla: acero Volumen del agua desplazada: 5,5 mL 1

Escuela de Ingeniería Civil Peso del beaker más líquido: 60,2 g Capilaridad: Diámetro: h: 0,4 mm 37 mm 0,8mm 15 mm 1,6 mm 8 mm

Universidad de Costa Rica

Memoria de cálculo:
Viscosidad: Cálculo de tiempo de caída promedio: (9,7 + 9,2)/2 = 9,45 s Cálculo de la velocidad para la esfera de 1/16'': Distancia recorrida: 0,20 m Tiempo en aceite SAE 20W-50: 9,45 s Tiempo en glicerina: 26,4 s Velocidad aceite = (0,20 m)/(9,45 s) = 0,0212 m/s Velocidad glicerina = (0,20 m)/(26,4 s) = 0,0076 m/s Densidaddel aceite SAE 20W-50: 875 kg/m³ Densidad de la glicerina: 1260 kg/m³ Densidad del acero: 7850 kg/m³
(1) (1) (1)

Conversión de pulgadas a milímetros del diámetro del balín: (1/16 in)*(25,4 mm) = 1,5875 mm Cálculo de la viscosidad dinámica del aceite SAE 20W-50 para la esfera de 1/16'':

vl =

2g (ρe −ρl ) R2 donde η: viscosidad; vl: velocidad límite; R: radio del balín; ρe: densidad delbalín; ρl: 9η 2(9,81)(7850−875)((0,7938 /1000)2 ) =0,451 kg /ms 9( 0,0212) μ 0,451 ν= ρ = =5,15 x10−4 m2 / s 875

densidad del líquido.

η=

Cálculo de la viscosidad cinemática:

Cálculo del número de Reynolds para el aceite SAE 20W-50 para la esfera de 1/16'':

VL (0,0211)( 0,20) R e= ν = =8,19 5,15 x10−4
(1) White, F. (2008) Mecánica de fluidos (6ta edición) McGraw-Hill

2

Escuelade Ingeniería Civil Densidad de líquidos y sólidos: PARTE A:

Universidad de Costa Rica

Masa del líquido = Masa de la botella llena – masa de la botella vacía = 82,0 g – 30,6 g = 51,4 g Conversión de la masa del líquido de gramos a kilogramos = (51,4 g)/(1000 g/kg) = 0,0514 kg Conversión del volumen de la botella de cm³ a m³ = (50 cm³)*(1x10 -6 m³/cm³) = 0,000050 m³ Densidad del líquido =(Masa del líquido)/(Volumen de la botella) = (0,0514 g)/(0,000050 m³) = 1028 kg/m³ PARTE B: Masa de agua desplazada = (Peso del beaker más líquido) - (Peso del beaker vacío) = 60,2 g – 55,4 g = 4,8 g Conversión de la masa de agua desplazada de gramos a kilogramos = (4,8 g)/(1000 g/kg) = 0,0048 kg Volumen del sólido = Masa de agua desplazada / Densidad del agua = (0,0048 kg)/(1028 kg/m³) = 4,67x10 -6m³ Conversión de la masa seca del sólido de gramos a kilogramos = (38,9 g)/(1000 g/kg) = 0,0389 kg Densidad del sólido = Masa seca del sólido / Volumen del sólido = (0,0389 kg)/(4,67x10 -6 m³) = 8329,76 kg/m³ Capilaridad: Cálculo del factor tensión superficial entre peso específico para el tubo de 0,4 mm de diámetro:

σ = hd = (37 mm)(0,4 mm) =3,7 mm² γ 4 4
Resultados
Viscosidad Cuadro 2.Tiempo de caída, velocidad y viscosidad de las esferas de 1/16 '' y 3/32 '' en aceite y glicerina Esfera de 1/16 '' Líquido Tiempo Velocidad caída (s) (m/s) Viscosidad dinámica (kg/ms) 0,451 1,191 Viscosidad cinemática (m²/s) 5,15x10⁻⁴ 9,45x10⁻⁴ Esfera de 3/32 '' Tiempo Velocidad caída (s) (m/s) Viscosidad dinámica (kg/ms) 0,464 1,212 Viscosidad cinemática (m²/s) 5,30x10⁻⁴ 9,62x10⁻⁴

Aceite SAE...