viscosidad

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA
LABORATORIO DE SISTEMAS DE TRANSPORTE Y
APROVECHAMIENTO DE FLUIDOS
PRÁCTICA No. 4
ANALISIS DE VISCOSIDAD

1. INTRODUCCIÓN
Los gases y los líquidos tienen una propiedad conocida como la viscosidad, la cual se puede
definir como la resistencia a fluir ofrecida por un líquido, resultante de los efectos
combinados de lacohesión y la adherencia. La viscosidad se produce por el efecto de corte
o deslizamiento resultante del movimiento de una capa de fluido con respecto a otra y es
completamente distinta de la atracción molecular. Se puede considerar como causada por la
fricción interna de las moléculas y se presenta tanto en gases ideales como en líquidos y
gases reales.
La viscosidad en los líquidos se originapor las fuerzas de cohesión mientras en los gases se
origina por la colisión molecular y varia con la temperatura.

2. TEMAS DE CONSULTA
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Definición de viscosidad.
Clases de viscosidad y sus unidades (dinámica, cinemática y relativa).
Fluidos newtonianos y no newtonianos.
Clases de Viscosímetros y su funcionamiento.
Variación de la viscosidad respecto a la temperatura.Que es SSU y prueba de viscosidad Saybolt.
Explicación de la nomenclatura SAE, API e ISO en los aceites.

3. IMPLEMENTOS
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Viscosímetro Höppler.
Juego de esferas.
Aceite.
Cronómetro.
Termómetro.
Sistema de temperatura variable.

4.
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MARCO TEORICO
VISCOSÍMETRO HÖPPLER

Está basado en una modificación del Viscosímetro de bola, en donde una esfera rueda en elinterior de un tubo que puede inclinarse un ángulo determinado.
Las esferas son relativamente grandes con relación al diámetro interior del tubo, lo que
hace que el diámetro de la esfera sea de gran precisión.
Las medidas de la viscosidad deben hacerse a diferentes temperaturas del fluido, donde se
cumple que:

  t * 1  2  * K
Dónde:
-

Viscosidad absoluta ( ).
Densidad de laesfera (1)
Densidad del aceite (2)
Tiempo de caída (t)
Constante de la esfera (K)

El valor de la constante K depende del tipo de esfera a utilizar, en esta práctica se usará una
esfera de vidrio de las siguientes características:

 ρ=2500 [

5.

k=5*

]
[

]

MARCO TEÓRICO

PRINCIPIO DE LA VISCOSIDAD DE NEWTON, EL COEFICIENTE DE VISCOSIDAD.
El principio de la viscosidadde Newton, para un flujo bien ordenado, en el que las
partículas se mueven por trayectorias rectilíneas y paralelas, establece que para ciertos
fluidos, llamados fluidos newtonianos, la tensión cortante en una interface tangente a la
dirección del flujo, es proporcional al gradiente de la velocidad en dirección normal a la
interface.
En un fluido newtoniano existe una relación lineal entre lamagnitud del esfuerzo cortante
aplicado y la rapidez de deformación resultante.

Si se elige una superficie de área infinitesimal en el flujo y se dibuja la normal “n” a esta
superficie y se representan gráficamente las velocidades del fluido a lo largo de la normal,
se obtiene así la distribución de velocidades. La pendiente de esta curva respecto del eje
“n” en la posición correspondienteal área elemental, da valor de “Dv/dn”, que se relaciona
con la tensión cortante t, mostrada en el elemento superficial. Introduciendo el coeficiente
de proporcionalidad en el principio de la viscosidad de Newton se llega al resultado de,

  *

dv
dn

(1)

En donde “” se conoce con el nombre de coeficiente de viscosidad dinámica y tiene las
dimensiones (FT/L2). Por otra parte, lapresión solo tiene una influencia muy pequeña sobre
la viscosidad, influencia que normalmente se desprecia. Hay que señalar que todos los gases
y la mayoría de los líquidos más sencillos son fluidos newtonianos, y de aquí que se
comporten de acuerdo con la ecuación anterior. Las pastas, los lodos y los altos polímeros
son ejemplos de fluidos que no pueden considerarse como newtonianos....