Viscosidad

Viscosidad

Objetivo: obtener la viscosidad del aceite de forma indirecta
Introducción
Esta propiedad es una de las más importantes en el estudio de los fluidos y se pone de
La viscosidad de un fluido se define como su resistencia al corte. Se puede decir que es equivalente a la fricción entre dos sólidos en movimiento relativo.

La resistencia de un fluido al corte depende de dosfactores importantes:
      Las fuerzas de cohesión entre las moléculas
      La rapidez de transferencia de cantidad de movimiento molecular

Medida de la resistencia de un líquido a fluir. La medida común métrica de la viscosidad absoluta es el Poise, que es definido como la fuerza necesaria para mover un centímetro cuadrado de área sobre una superficie paralela a la velocidad de 1 cm porsegundo, con las superficies separadas por una película lubricante de 1 cm de espesor. La viscosidad varía inversamente proporcional con la temperatura. Por eso su valor no tiene utilidad si no se relaciona con la temperatura a la que el resultado es reportado.

La importancia de la viscosidad correcta
La viscosidad es la característica más importante de la lubricación de cualquier máquina.
*Si la viscosidad del aceite es muy baja para la aplicación, el desgaste es mayor por falta de colchón hidrodinámica.
* Si la viscosidad del aceite es muy alta para la aplicación, el consumo de energía es mayor, el desgaste puede ser mayor por falta de circulación y el aceite se calentará por fricción.
Solamente la viscosidad correcta maximizará la vida útil y la eficiencia del motor,transmisión, sistema hidráulico o lo que sea la aplicación.

Un aceite delgado es menos resistente a fluir. Por eso su viscosidad es baja. Un aceite grueso es más resistente a fluir y por eso tiene una viscosidad más alta.
Tipos de viscosidad:
 
      Viscosidad absoluta o dinámica: h
-Unidades en el S.I.: N s/m2
-Unidades en el cgs: dina s/cm2 (poise)
      Viscosidad cinemática: es larelación entre la viscosidad absoluta y la densidad de masa del fluido
-Unidades en el S.I.: m2/s
-Unidades en el cgs: cm2/s (stoke)

Ley de Stokes
La Ley de Stokes se refiere a la fuerza de fricción experimentada por objetos esféricos moviéndose en el seno de un fluido viscoso en un régimen laminar de bajos números de Reynolds.
Puede escribirse como:
,
donde R es el radio de laesfera, v su velocidad y η la viscosidad del fluido.
La condición de bajos números de Reynolds implica un flujo laminar lo cual puede traducirse por una velocidad relativa entre la esfera y el medio inferior a un cierto valor crítico. En estas condiciones la resistencia que ofrece el medio es debida casi exclusivamente a las fuerzas de rozamiento que se oponen al deslizamiento de unas capas defluido sobre otras a partir de la capa límite adherida al cuerpo. La ley de Stokes se ha comprobado experimentalmente en multitud de fluidos y condiciones.
Si las partículas están cayendo verticalmente en un fluido viscoso debido a su propio peso puede calcularse su velocidad de caída o sedimentación igualando la fuerza de fricción con el peso aparente de la partícula en el fluido.

donde:
Vs esla velocidad de caída de las partículas (velocidad límite) (m/s)
g es la aceleración de la gravedad, (m/s2)
ρp es la densidad de las partículas (Kg/m3)
ρf es la densidad del fluido. (Kg/m3)
η es la viscosidad del fluido. (Pa* s)(1 poise) i poise = 10-1 Pa* s
r es el radio equivalente de la partícula.

Para la obtención de la viscosidad de forma indirecta usaremos:

n=2g ρ esfera- ρaceite R29v

Material
1 botella de 1/2 litro de aceite comestible

Balines de acero y canicas de vidrio de distintos tamaños de tal forma que quepan en la botella de aceite o en la probeta

1 recipiente para vaciar el aceite y una cuchara

1 regla

Metodología

Resultados
Tabla de distancia y tiempo de la esfera para determinar velocidad con v= d/t
prueba | Distancia (cm) |...