Viscosidad

LA VISCOSIDAd

Es la propiedad del fluido por el cual, en un estado de movimiento uniforme y laminar, ofrece una resistencia que se opone al movimiento relativo del flujo.

1. HIPÓTESIS DE LA PRÁCTICA

* En los fluidos incompresibles la propiedad intensiva referida a la viscosidad de los fluidos tiene una relación inversa con la temperatura.
* Es posible establecer la relacióntemperatura vs viscosidad en laboratorio

2. OBJETIVO DE LA PRÁCTICA

Establecer experimentalmente, la interrelación entre la viscosidad de un fluido incompresible con la temperatura, bajo condiciones de movimiento laminar.
3. RECURSOS EN EL LABORATORIO (completar)

1. Enumere los equipos utilizados en la práctica:
1. Balanza electrónica, marca ………….., serie ………., modelo…………
i. Precisiónde la balanza: 0.01 gr.
2. Cronómetro
i. Precisión del cronometro: 0.01 s.
3. Esferitas sólidas, con densidad próxima al líquido de experimentación.
4. Termómetro
5. Fuente de calor
6. Regla graduada
7. Aceite
8. Vernier

4. PROCEDIMIENTO

* Observación comparativa experimental:

* Registro del tiempo (t) de la caída de una esferita que se introduce en el seno de unfluido, a una temperatura (T), respecto a una distancia de recorrido (L) constante.
* Comparar la velocidad de caída de la esfera, con los resultados obtenidos mediante ecuaciones semi empíricas para la velocidad de caída de una esfera en aguas quietas.

* Obtención de una curva de la viscosidad vs temperatura. Utilizando los datos experimentales en una hoja de cálculo, en Scilab o, enMatlab. Ver ejemplo adjunto realizado en matlab.

5. SECUENCIA EXPERIMENTAL

1. Preliminar:

a. Reconocer las dimensiones y forma de las partículas utilizadas en la prueba y llenar la tabla 1
b. Medir los diámetros con el vernier.
c. Tomar el peso individual de cada partícula esférica W:
d. Calcular el volumen, Vol=π6D3
e. Calcular la densidad de las partículas ρ,dividiendo el peso entre el volumen.
f. Llenar la tabla Nº 1, las columnas de diámetros, pesos y volúmenes y la densidad de los sólidos ρs.

Tabla 1. Características de las partículas del ensayo

PartículaEsférica Nº | Diámetro Dcm | Peso Wgr | Volumencm3 | Densidadgr/cm3 |
1 | 0.77 | 0.261 | 0.248 | 1.052 |
2 | 0.79 | 0.261 | 0.248 | 1.052 |
3 | 0.78 | 0.261 | 0.248 | 1.052 |

Calculela media estadística y la desviación estándar de los diámetros, pesos y densidades.
2. Proceso experimental:

a. Introduzca el fluido de la prueba en la probeta, mida la temperatura y anótela en la 3a columna de la tabla 2.
b. Coloque una esfera dentro del fluido y mida el tiempo (t) en que éstas caen entre dos marcas establecidas en la probeta (L). y consígnelos en la 4ªcolumna de la tabla 2. repita el proceso con tres esferas sin cambiar la temperatura.
c. Cambie la temperatura y repita el procedimiento completando la tabla Nº 2.
d. Repita todo hasta completar cinco temperaturas.
Tabla 2 Toma de Datos
Densidad del aceite: ρ = 0.8 gr/cm3
Distancia entre las dos marcas de la probeta: L = 15 cm

PruebaN° | Grupos dePartículas N° | TemperaturaMediaT°C | Tiempot (s) | Tiempo Promedio (s) |
1 | 1 | 70 | 1.49 | 1.683 |
| 2 | | 1.62 | |
| 3 | | 1.94 | |
2 | 4 | 64 | 1.65 | 1.705 |
| 5 | | 1.76 | |
| 6 | | 2.76 | |
3 | 7 | 53 | 3.63 | 3.785 |
| 8 | | 3.94 | |
| 9 | | 2.75 | |
4 | 10 | 46 | 3.10 | 3.177 |
| 11 | | 2.66 | |
| 12 | | 3.77 | |
5 | 13 | 24.4 | 10.47 | 10.360 |
| 14 | | 12.30 | || 15 | | 10.25 | |

3. Complete con cálculos de gabinete las columnas de la tabla Nº 3.

6. PROCEDIMIENTO DE GABINETE

De la ec. de Stokes establecida para la velocidad de sedimentación de partículas en aguas quietas, despejar el valor del coeficiente de arrastre (CD) e igualarlas con las ecuaciones semi empíricas para CD

a. Ec. de Stokes y obtención de CD

V2=43Dρs-ρρgCD;...