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Reporte Practica 2 Viscosidad absoluta y cinematica Laboratorio de Mecanica de Fluidos Marco Teorico Viscosidad. Es lo opuesto de fluidez; puede definirse de modo simplificado, como la mayor o menor resistencia que ofrece un líquido para fluir libremente. Todos los líquidos poseen algo de viscosidad. En términos generales la viscosidad de un líquido es independiente de su densidad o gravedad específica, pero si depende de la temperatura a que se encuentre, siendo inversamente proporcional a esta. La fuerza con la que una capa de fluido en movimiento arrastra consigo a las capas adyacentes de fluido determina su viscosidad. De ahí que los fluidos de alta viscosidad presentan resistencia al fluir, mientras que los de baja viscosidad fluyen con más facilidad. Esta magnitud es muy importante conocerla al diseñar conductos para fluidos, acueductos, oleoductos, en las fábricas para el bombeo y traslado de los materiales que se procesan. Para la lubricación de de motores de combustión, con el uso del aceite adecuado se logra una buena lubricación evitando el desgaste de las piezas del motor y logrando su buen funcionamiento. Cuando un fluido se opone a ser deformado tangencialmente se puede observar fácilmente su grado de viscosidad. En el caso de los líquidos, la viscosidad es el rozamiento que se da entre las capas adyacentes que los conforman. Todos los fluidos que se conocen poseen un grado menor o mayor de viscosidad. Un fluido sin viscosidad es considerado como fluido ideal. Es necesario aclarar que la viscosidad en los fluidos sólo se presenta cuando éstos están en movimiento y que mientras mayor sea su grado de viscosidad menor será su nivel de salpicadura. Para medir el nivel de viscosidad de un fluido existen instrumentos especializados, llamados viscosímetros. https://www.ecured.cu/Temperatura https://www.ecured.cu/index.php?title=Gravedad_espec%C3%ADfica&action=edit&redlink=1 https://www.ecured.cu/Densidad Viscosidad dinámica La viscosidad de un fluido puede determinarse por un coeficiente, el coeficiente de viscosidad (η o μ) que es dependiente de la velacidad, asé tenemos: En el sistema Internacional de Unidades (μ) = [Pa·s] = [kg·m-1·s1] El pascal-segundo (pa*s). En el sistema cegesimal de unidades El poise (P), el nombre fue establecido en honor al fisiólogo francés Jean Louis Marie Poiseuille (1799-1869). 1 poise = 1 [P] = 10-1 [Pa·s] = [10-1 kg·s-1·m-1] Viscosidad cinemática Es el cociente entre la viscosidad dinámica y la densidad (ν = μ/ρ). En el sistema Internacional de Unidades Viscosidad cinemática [ν] = [m2.s1] En el sistema cegesimal de unidades Viscosidad cinemática [ν] = (St) St (stokes) El viscosímetro es un equipo de laboratorio que se usa para la medición de la viscosidad y otros parámetros de flujo como la velocidad y esfuerzo de corte-. La viscosidad depende en gran parte de las condiciones ambientales tales como temperatura y presión. La medida de la viscosidad ha ido más allá del campo de la investigación e incluso del laboratorio, entrando progresivamente en el campo del control industrial. Los viscosimetros se usa principalmente en aplicaciones de laboratorio. Pero también en el control de procesos se necesitan para ayudar en la regulación de tales procesos. Para determinar la viscosidad existen diferentes tipos de viscosimetros. Se distinguen en el principio de funcionamiento. ¿Cómo es el funcionamiento de un viscosímetro? Los viscosímetros operan por medio de la rotación de un cilindro, el cual se sumerge en el material a analizar midiendo la resistencia de esta substancia a una velocidad seleccionada. La resistencia resultante es la medida del flujo de viscosidad, dependiendo de la velocidad y de las características del disco. Partes del viscosímetro El viscosímetro rotacional tiene las siguientes partes: Los diferentes tipos de viscosímetro son aparatos que detectan la dureza, también llamada viscosidad, de diferentes fluidos. Un viscosimetro se utiliza sobre todo en laboratorios, pero también es necesario en procesos de control para ayudar en el control de dichos procesos. Existen diferentes tipos de viscosímetro para determinar la viscosidad. Se diferencian en los principios de funcionamiento. Hoy en día se encuentran diferentes tipos de viscosimetro en muchas aplicaciones, que cumplen con diferentes propósitos de medición. Existen varios modelos de viscosímetro que se utilizan para mediciones sencillas de un punto. Se trata de medidores portátiles que no solo sirven para mediciones estacionarias, sino que también permiten mediciones en cualquier lugar. Los diferentes tipos de viscosimetro estacionarios mencionados anteriormente también constituyen un amplio segmento. Tipos de viscosímetros 1. Viscosímetro rotacional: un viscosímetro con unos cilindros unilaterales, que utiliza el concepto de viscosidad dinámica en su funcionamiento. Se hace girar el tambor exterior a una velocidad angular constante, mientras que el tambor interior se mantiene estacionario. 2. Viscosímetro de Stabinger: que funciona mediante la creación de un campo magnético, utilizando imanes, haciendo de este un método novedoso. 3. Viscosímetro de Tubo Capilar: ayuda a determinar mediante el uso de un tubo cilíndrico fino y un par de manómetros, la viscosidad y la velocidad de los flujos capilares 4. Viscosímetros de Vidrio Capilar Estándar o Viscosímetros de Ostwald: fueron inventados en 1918 por Friedrich W. Ostwald, para medir la viscosidad cinemática de líquidos transparentes y opacos. 5. Viscosímetro de bola que cae o viscosímetro de Höppler: utilizando el principio de la velocidad terminal. Hace que una bola esférica caiga a través de un fluido y se mida el tiempo que requiere para recorrer una distancia conocida. Así es posible calcular la velocidad. En la actualidad el viscosímetro de Saybolt universal es uno de los más confiables debido a su excelente precisión, en 1885 el Químico Inglés George M. Saybolt desarrolló un sistema para obtener la viscosidad de un líquido, la cual se obtiene midiendo el tiempo en segundos que tarda en escurrir, a través de un orificio calibrado. Viscosímetros capilares: Estos viscosimetros realizan la medición dirigiendo el líquido a través de un tubo fino. En este método se hace una medición del tiempo necesario para que cierta cantidad de fluido pase por un tubo capilar (o de calibre pequeño) de longitud y diámetros conocidos, bajo una diferencia medida y constante de presiones. Así se obtiene un valor de referencia que permite determinar la viscosidad cinemática. Viscosímetros de rotación: Los viscosimetros de rotación emplean la idea de que la fuerza requerida para rotar un objeto inmerso en un fluido puede indicar la viscosidad del fluido. Se hace rotar un cuerpo dentro de un líquido mediante un motor. Entonces se mide la fuerza requerida para rotar el cuerpo. La rotación regular, la geometría del cuerpo, la velocidad de rotación y el tamaño del recipiente permiten detectar la viscosidad dinámica de un líquido. Formas típicas que se utilizan en el viscosímetro son por ejemplo los cilindros o tubos. Viscosímetros Stabinger: Los viscosímetros Stabinger son bastante actuales ya que empezaron a comercializarse este milenio. En realidad se trata de viscosimetros de rotación modificados. Se basa en utilizar un cilindro hueco más ligero que el líquido a analizar, por tanto éste flota en los viscosímetros Stabinger debido a la fuerza centrífuga. Viscosímetros de cilindros coaxiales Este tipo de viscosímetros consta de dos cilindros, uno interno y otro externo. Lo que permiten los viscosímetros de cilindros coaxiales es realizar la medida de la viscosidad absoluta de un fluido. Por lo regular se utiliza en aplicaciones donde se tiene que medir el nivelde viscosidad de productos como pinturas, productos alimenticios, suspensiones, entre otros. Desarrollo de la Actividad Equipo y Material: 3 viscosimetros de caida de esfera Fluido #1: Agua 1 cronometro Fluido #2: Aceite de Transmicion. 1 vernier Fluido #3: Aceite de Motor 1 lampara y esferas de varios tamaños Fluido #4: Glicerina. Viscosidad dinamica: Viscosidad cinematica: μ=2/9g R2 esf (Pacero-Pfluido) V=μ/P Toma de Datos Temperatura: 29° C Presion atmosferica: 720 m de mercurio Gravedad Especifica: .996 (agua) .876 (aceite de motor) .883 (Aceite de transmicion) 1.230 (glicerina) Lectura del Hidrometro (Sg) Aceite de Motor .876 Aceite de Transmicion .883 Glicerina 1.230 Agua .996 Operaciones y resultados Aceite de motor Diámetro de la esfera Longitud de caída Tiempo de caída Tiempo promedio Velocidad caída m/s Μ (N*s/m2) viscosidad absoluta V (m2/s) viscosidad cinematica 3mm 150 .65 .50 .52 .55 .27 .1265 1.43x10-4 4.5mm 150 .57 .63 .52 .57 .26 .1196 1.36x10-4 6.2mm 150 .23 .24 .32 .26 .57 .2559 2.90x10-4 prom .1673 1.89x10-4 Glicerina Diámetro de la esfera Longitud de caída Tiempo de caída Tiempo promedio Velocidad caída m/s Μ (N*s/m2) viscosidad absoluta V (m2/s) viscosidad cinematica 3mm 150 .50 .50 .53 .51 .29 .1113 8.82x10-5 4.5mm 150 .59 .39 .61 .53 .28 .2593 2.05x10-4 6.2mm 150 .45 .52 .37 .44 .33 .4178 3.31x10-4 prom .2628 4.72x10-4 Nota: con el aceite de transmicion no se realizo la practica debido a que a causa de la obscuridad del aceite no se apreciaba la caída de las esferas. Conclusión En conclusion se puede decir que cada fluido cuenta con sus propias caracteristicas aunque sean semejantes, si hablamos de propiedades cada fluido es diferente y con esto lo podemos afirmar ya que que ni uno salio con los mismos valores, aunque si bie no es un Sistema perfecto debido a las condiciones exteriores que afectan al experimento. https://www.quiminet.com/articulos/funcionamiento-y-tipos-de-viscosimetros-2665142.htm https://www.quiminet.com/articulos/funcionamiento-y-tipos-de-viscosimetros-2665142.htm https://instrumentosdelaboratorio.org/viscosimetro https://www.ecured.cu/Viscosidad https://www.ecured.cu/Viscosidad https://instrumentosdelaboratorio.org/viscosimetro https://www.quiminet.com/articulos/funcionamiento-y-tipos-de-viscosimetros-2665142.htm https://www.quiminet.com/articulos/funcionamiento-y-tipos-de-viscosimetros-2665142.htm Viscosidad dinámica Viscosidad cinemática ¿Cómo es el funcionamiento de un viscosímetro? Partes del viscosímetro Tipos de viscosímetros Viscosímetros de cilindros coaxiales μ=2/9g R2esf (Pacero-Pfluido) V=μ/P
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