LAB. 1 - VISCOSIDAD - URP

Mecánica de Fluidos Viscosidad

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

CURSO:

MECANICA DE FLUIDOS

PROFESOR:

ING.

N° DE INFORME:

INFORME 1

TITULO:

VISCOCIDAD

ALUMNA:

MALAVER MARIN DIANA

GRUPO:

01

Mecánica de Fluidos Viscosidad

INTRODUCCIÓN

La práctica de viscosidad es una práctica muy importante en el sentido industrial debido a que esta se fundamenta mucho en leyes físicas y químicas que nos permite entender porque tal compuesto es más espeso que otro, o porque un compuesto es utilizado como lubricante, etc. El saber cuan viscoso es una solución nos permite saber por ejemplo su peso molecular, es decir podemos determinar el peso molecular de una solución desconocida gracias al método de viscosidad. El poder estudiar la viscosidad de una sustancia nos ayuda a concluir cuanto varia con respecto a la temperatura, si es más viscoso o menos viscoso, etc. El conocimiento de la viscosidad de un líquido nos ayuda en el área de mecánica de fluidos ya que podemos saber qué tipo de líquido es importante y porque usarlo en tal máquina para que esta funcione en óptimas condiciones. O porque usar tal lubricante para carro a tal temperatura y porque no usar otro. O tal vez en las bebidas como las cervezas, ya que la viscosidad influye mucho en el gusto de la persona, etc. En fin el conocimiento de la viscosidad trae consigo muchas conclusiones que pueden llevar al éxito de una empresa.

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VISCOSIDAD I.

HIPOTESIS DE LA PRACTICA La viscosidad de un fluido, en nuestro caso el aceite, será inversamente proporcional a la temperatura; es decir mientras aumenta la temperatura la viscosidad va a disminuir

II. -

III.

OBJETIVOS Medir la viscosidad del fluido a diferentes temperaturas con ayuda de un termómetro. Analizar como varia la viscosidad del fluido al aumentarla de la temperatura ambiente. MARCO TEORICO

La Viscosidad es la propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se le aplica una fuerza. El coeficiente de viscosidad absoluta, o simplemente la viscosidad absoluta de un fluido, es una medida de resistencia, al deslizamiento o a sufrir deformaciones internas. Los fluidos de alta viscosidad presentan una cierta resistencia a fluir; los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad. La fuerza con la que una capa de fluido en movimiento arrastra consigo a las capas adyacentes de fluido determina su viscosidad, que se puede medir con un recipiente (viscosímetro) que tiene un orificio de tamaño conocido en el fondo. La velocidad con la que el fluido sale por el orificio es una medida de su viscosidad. La viscosidad de los líquidos aumenta exponencialmente con la presión. El concepto de viscosidad es útil para el uso de muchas sustancias como aceites que actúan como lubricantes en diferentes maquinas, hay casos, como en la industria de lubricantes, donde las medidas de viscosidad han de tomarse a elevadas presiones. Las presiones soportadas por lubricantes en engranajes son del orden de 1GPa, mientras que en las perforadoras que operan a profundidad han de soportar presiones de aproximadamente 20 MPa. Solamente la viscosidad correcta maximizará la vida útil y la eficiencia del motor, transmisión, sistema hidráulico o lo que sea la aplicación. Así como la presión tiene efecto sobre la viscosidad de un líquido, igualmente lo tiene la temperatura, a mayor temperatura, menor viscosidad, esto porque la temperatura ejerce efecto directo sobre la densidad del líquido de la cual depende la viscosidad del mismo.

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IV.

MATERIALES

-

Balanza

-

Cronometro

-

Esferitas solidas

-

Termómetro

-

probeta

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V.

PROCEDIMIENTO

 Usando una probeta, se dispuso hacer una marca en cada extremo, con el fin de tomar el tiempo que demora en caer la bola entre estas dos marcas

Marca s

Distancia de recorrido

 Se colocó el fluido en la probeta con una cierta temperatura que es medida con el termómetro

 Se pesan las perlas que caerán en el fluido, al igual que se mide el diámetro

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 Cada perla se dejara caer en el fluido tomando así el tiempo

 Seguidamente se dejara caer la siguiente perlita, en total caerán 3 perlas por cada liquido de diferentes temperaturas

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VI.

CALCULOS

Datos tomados: N° de prueba 1

2

3

4

5

N° grupos de partículas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Temperatura T°C

Tiempo t(s)

28

9.00 7.81 6.62 3.62 3.47 4.67 3.50 4.00 3.22 1.85 2.08 2.06 1.16 1.45 0.91

46

49

63

130

 Calculando la velocidad:

→ Siendo la distancia L = 15cm Reemplazando para la prueba N° 1: Partícula N°1:

⁄ Partícula N°2:

⁄ Partícula N°3:

⁄

Mecánica de Fluidos Viscosidad  Se realizan para todos y luego se saca el promedio, teniendo como resultado en la tabla siguiente: N° prueba

N° partículas

1

2

3

4

5

T°C

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Tiempo (s)

V cm/s

9.00 7.81 6.62 3.62 3.47 4.67 3.50 4.00 3.22 1.85 2.08 2.06 1.16 1.45 0.91

1.67 1.92 2.27 4.14 4.32 3.21 4.29 3.75 4.66 8.11 7.21 7.28 12.93 10.34 16.48

28

46

49

63

130

V media

1.95

3.89

4.23

7.53

13.25

 Se realiza el cálculo de la viscosidad teniendo en cuenta las siguientes formulas:

…………..(1)

⌊

(

)

⌋

……………(2)

…..............(3)

⁄

 Para calcular

se calculará la densidad de la esfera

masa de la esfera y su volumen Datos: D : Diámetro de la esfera → D = 7.8mm

Ms : Masa de la esfera

→ Ms = 0.26gr

(

)

teniendo como datos la

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→

⁄

→

 Reemplazando datos en la ecuación (2):

⌊

(

)

⌋

 Reemplazando en la ecuación (3): ⁄

Haciendo cambio de variable:

⁄

, y resolviendo:

 Calculando la viscosidad cinemática, sabiendo:

→

 Reemplazando en la ecuación (1) tendremos la viscosidad dinámica:

→

 se realiza este procedimiento de calcula en cada temperatura, teniendo en cuenta que la densidad del aceite varia con respecto a la temperatura.

Mecánica de Fluidos Viscosidad  los resultados están en la siguiente tabla:

VII.

GRAFICOS RELACION DE LA VISCOCIDAD CINEMATICA CON LA TEMPERATURA

45

VISCOCIDAD CINEMATICA CM2/S

40 35 30 25 20 15 10 5 0 28

46

49 TEMPERATURA T°C

63

130

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RELACION DE VISCOCIDAD CINEMATICA CON Re 45

VISCOSIDAD CINEMATICA CM2/S

40 35 30 25 20 15 10 5 0 0.035569

0.145161

0.41505

0.5707803

1.923769

Re

RELACION DE TEMPERATURA CON Re 2.5 2

Re

1.5 1 0.5 0 28

46

49 TEMPERATURA T°C

63

130

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VIII.

CONCLUSIONES

-

Cuando la densidad aumenta, la velocidad límite disminuye. Inconscientemente, se dice que mientras más denso es el fluido, la velocidad límite de caída de la bola es menor, concluyendo que a medida que aumenta la densidad, la viscosidad aumenta.

-

La viscosidad es inversamente proporcional a la velocidad límite.

-

La velocidad límite es directamente proporcional a la densidad de un fluido, para un cierto material (esfera).

-

En el caso del aceite (el fluido con menor error), se considera una gran ventaja debido a que en el ámbito mecánico, el aceite cubre gran parte para la protección de maquinarias en que se usan partes móviles, donde la fricción tiene que ser mínima.

-

De acuerdo a la gráfica se puede deducir que la temperatura y la viscosidad son inversamente proporcionales.

-

Los tiempos de caída están sujetos a errores como es la precisión del cronómetro de mano ya que una persona media el tiempo y otra indicaba el instante de paro del cronómetro.

Mecánica de Fluidos Viscosidad

IX.

APLICACIÓN A LA INGENIERIA CIVIL