Viscosidad

INTRODUCCIÓN



Los fluidos son sustancias que se deforma continuamente cuando son sometidos a esfuerzos cortantes y que se adaptan a la forma de los recipientes que los contienen. La parte de fluido que está en inmediato contacto con una frontera sólida, adquiere la velocidad de dicha frontera.

La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales, esdebida a las fuerzas de cohesión moleculares. Todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula una aproximación bastante buena para ciertas aplicaciones. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal.

La viscosidad solo se manifiesta en líquidos en movimiento, se ha definido la viscosidad como la relación existente entre el esfuerzocortante y el gradiente de velocidad. Esta viscosidad recibe el nombre de viscosidad absoluta o viscosidad dinámica.










HIPÓTESIS DE LA PRÁCTICA



1. Se puede determinar la viscosidad de un fluido conociendo su velocidad y temperatura.
2. En los fluidos incomprensibles la propiedad intensiva referida a la viscosidad de los fluidos tienen una relación inversa con la temperatura.3. Es posible establecer la relación temperatura vs viscosidad en laboratorio.
4. La viscosidad es la resistencia de las moléculas de los líquidos al movimiento.













OBJETIVO



Conocer las propiedades de los fluidos incomprensibles.
Determinar la viscosidad de los fluidos incompresibles experimentalmente en laboratorio.
Establecer experimentalmente, la relación dela viscosidad de un fluido incomprensible con la temperatura, bajo condiciones de movimiento laminar.









RECURSOS EN EL LABORATORIO

Equipos utilizados en la práctica:


PROCEDIMIENTO

1. El experimento consiste en 5 pruebas a diferentes temperaturas, primero se llena la probeta de aceite a temperatura ambiente, con el termómetro se introduce en el seno del líquidoobteniendo la temperatura (T) en grados Celsius. Se señala dos líneas, una en la parte inferior y otra en la parte superior de la probeta separado por 15 cm (L). Con un pie de rey se mide el diámetro de las esferas (D) y además se pesa en la balanza digital.

2. Se suelta la esferita desde la parte superior de la probeta y con el cronometro se mide el tiempo (t) desde que pase por la línea superiorhasta que llegue a la línea inferior de la probeta.

3. Se repite los pasos anteriores a diferencia que se calienta el aceite en un envase de vidrio pírex con el mechero de alcohol, se vuelve a medir la temperatura con el termómetro dentro del aceite contenida en la probeta, inmediatamente se suelta la esfera antes que cambie la temperatura del aceite y se vuelve a tomar el tiempo con el termómetro,esto se repite tres veces por prueba de las 5 pruebas para tener una mayor precisión.

4. Comparar la velocidad de caída de la esfera en cada prueba, con los resultados obtenidos mediante ecuaciones semi empíricas para la velocidad de caída de una esfera en un aceite en reposo.

5. Obtener la curva de la viscosidad vs temperatura. Utilizando los datos experimentales en una hoja de cálculo.Tabla 1. Características de las partículas del ensayo






Tabla 2. Toma de Datos
Densidad del aceite (ρ): 0.922 gr/cm3
Distancia entre las dos marcas de la probeta (L): 15 cm
















Tabla 3. Cálculos y resultados

Cálculos:
Aplicando la fórmula para hallar CD:

Dónde:
D = 0.79 cm
ρs = Densidad de la esfera
ρ = Densidad del aceite
g = 981 cm/s2V= velocidad variable
Luego se determinó R (Reynolds de la partícula) conociendo CD con la siguiente formula:

Para obtener la viscosidad cinemática (ν) se despejo de la formula R=VD/ν, donde ya conocíamos la velocidad (V) y el diámetro de la esfera (D) y el Reynolds de la partícula (R).
Finalmente se obtuvo la viscosidad dinámica (μ) de la relación μ=ρν, donde se conocía la densidad del...