Curso:

Universidad San Pedro

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Docente:Integrantes:

Mecánica De Fluidos I Ingeniería Civil

Ing. Dante Salazar Sánchez

Acosta Espinoza JosueAraujo Guillen Estefanny

IntroducciónEn el siguiente trabajo veremos acerca de la viscosidad

Ya que es muy importante conocer las propiedades de lo fluidos .

Y conoceremos sobre los Fluidos Newtonianos y no newtonianos, su definición , sus características,etc

Veremos también los grados de viscosidad de los fluidos

Objetivos

Conocer la viscosidad de los fluidos

Resolver ejercicios para repasar

QUE ES UN FLUIDO

Viscosidad AbsolutaConforme un fluido se mueve, dentro de el se desarrolla un esfuerzo cortante, cuya magnitud depende de la viscosidad del fluido, se define al esfuerzo cortante, denotado con la letra griega tau, como la fuerza que se requiere para que una unidad de área de una sustancia se deslice sobre otra. Entonces tau es una fuerza dividida Entre un área. Y se mide en las unidades N/m2 (Pa)

Viscosidad CinematicaLa viscosidad dinámica frecuentemente se conoce como viscosidad absoluta o dinámica para evitar confundirla con la viscosidad cinemática ,Que es la relación de la viscosidad con la densidad de masa

Fluido ideal:

Fluido real:

Un fluido newtoniano es un fluido cuya viscosidad puede considerarse constante en el tiempo. Los fluidos newtonianos son uno de los fluidos más sencillos de describir. La curva que muestra la relación entre el esfuerzo o cizalla contra su velocidad de deformación es lineal. El mejor ejemplo de este tipo de fluidos es el agua

Fluido Newtoniano:

Es la tensión tangencial ejercida en un punto del fluido o sobre una superficie sólida en contacto con el mismo, tiene unidades de tensión o presión (Pa).

Es la viscosidad del fluido, y para un fluido newtoniano depende sólo de la temperatura, puede medirse en [Pa·s] o [kp·s/cm2].

Es el gradiente de velocidad perpendicular a la dirección al plano en el que estamos calculando la tensión tangencial, [s−1].

Un fluido no newtoniano es aquel fluido cuya viscosidad varía con la temperatura y la tensión cortante que se le aplica. Como resultado, un fluido no newtoniano no tiene un valor de viscosidad definido y constante, a diferencia de un fluido newtoniano.

Fluido No Newtoniano:

Fluidos pseudoplásticos: adisminuye al aumentar el gradiente de velocidad. Fluidos dilatantes: aaumenta con el gradiente de velocidad.

dVx = - a dz

Plástico ideal o de Bingham: hasta que no se alcanza una determinada tensión rasante (0) no hay deformación del fluido, luego se comportan como fluidos newtonianos Plástico real: hasta que no se alcanza una determinada tensión rasante (0) no hay deformación del fluido pero luego no se comportan como fluidos newtonianos

Ejemplos

Nomenclatura técnica estadounidense (Society Automotive Engineers) utilizada en los aceites para diferenciar su viscosidad. Se distinguen dos criterios: los que incluyen la letra W (winter, invierno en inglés) cuyas propiedades han sido determinadas a 18 grados centígrados bajo cero y los que sólo llevan las siglas S.A.E., mediciones realizadas a 100 grados centígrados sobre cero

grado ISO se basa la viscosidad de - la resistencia al flujo , o " espesor ", de un líquido - y cada grado sucesivo es de aproximadamente 50 por ciento más viscoso que el grado anterior

Ejercicio 01 :

Dos superficies planas de grandes dimensiones están separadas 25 mm y el espacio entre ellas está lleno con un líquido cuya viscosidad absoluta es 0,10 kg seg/m2.Suponiendo que el gradiente de velocidades es lineal, ¿qué fuerza se requiere para arrastrar una placa de muy poco espesor y 40 dm2 de área a la velocidad constante de 32 cm/seg si la placa dista 8 mm de una de las superficies?

v8 mm

17 mm

25 mm

Área :

= 0.4 m²

Velocidad :

= 0.32 m²

Viscosidad Absoluta :

μ = 0.10

= 0.008 m = 0.017 m

vL 1 = 0.008 m

L 1 = 0.017 m

F1 =

F1 =

F2 =

F2 =

F1 = 1.6 kg

F2 = 0.75 kg

Ejercicio 02 :

Hallar x si el cilindro pequeño (Acero )esta cayendo por su propio peso

x

L = 0.3 m

Ø = 2.5 cm

Aceite

V = 15 cm/s

μ=0.6 𝑥10−3 𝑃𝑎 .𝑠

𝛾𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜=474 𝑙𝑏 /𝑝𝑖𝑒 ³

= μ

³

Solución

W= Área de contacto

W=7608.71 km/m³x

W = 1.12 kg

F =

𝐿𝜋𝐷

t =

t = 1.89 x

Ejercicio 03 :

Dos laminas rectangulares de 1.5 x 1.2 m, están separados por una partícula de aceite de 0.6 cm de espesor. Cuando las laminas están inclinadas un cierto ángulo con la horizonte (estando la lamina inferior fija), La lámina superior cuya masa es de 10 kg se desliza sobre la inferior a una velocidad de 0.2m/s. si la viscosidad del aceite es de 14.2 poise ¿Cuál es el ángulo de inclinación?

𝛼10𝑘𝑔

10 𝑠𝑒𝑛𝛼10𝑐𝑜𝑠𝛼

𝑑𝑥=0.6 𝑐𝑚Datos:

𝐴=1.5 𝑥1.2𝑚 ²=1.8𝑚 ²=1.8 𝑥104𝑐𝑚 ²t

m

v = 0.2 m/s = 20 cm/s

= 14.2 poise = 14.2

=?

DCL:

𝛼 𝑊𝑆𝑒𝑛𝛼

𝐹

𝑊

∑ 𝐹𝑥 ′=0

𝛼

Wsen

Wsen

F: F =

Entonces:

Wsen𝜇 .𝑣 . 𝐴𝑡

sen𝜇 .𝑣 . 𝐴𝑊 .𝑡

Reemplazando:

sen

senArcsen

∝=60 °23 ′ 20.37

Ejercicio 04 :

Una varilla cilíndrica de 2.5 cm de diámetro y 1m de largo se deja caer dentro de un tubo de 3cm de diámetro interior conteniendo viscosidad igual a 2 poises. Con que velocidad resbalara la varilla.La variación de la velocidad de la masa liquida puede considerarse lineal. Densidad relativa del metal de la varilla: 7

3 cm

2.5 cm

W

t

Datos:

∅ 𝑣=2.5𝑐𝑚L𝑣=1𝑚=100𝑐𝑚∅ 𝑡=3𝑐𝑚𝜇=2𝑝𝑜𝑖𝑠𝑒=2 𝑑𝑖𝑛𝑎𝑠 .𝑠𝑐𝑚 ²Dr = 7

t =

v

pero : W=

𝛾𝑠𝑢𝑠𝑡=𝐷𝑟 𝑥𝛾𝐻 2𝑂

𝛾 𝑠𝑢𝑠𝑡=6867𝑑𝑖𝑛𝑎𝑠𝑐𝑚 ³

V x L

V x 100 cm

V

W = 6867

W = 3370804.29

Área :A = DL

A = 2.5 cm x

A = 785.40 cm²

𝜏=4291.83 𝑑𝑖𝑛𝑎𝑠𝑐𝑚 ²

v

v

v v

Conclusiones

La viscosidad es una factor importante en el movimiento de un fluido

los Fluidos Newtonianos son aquellos siguen las leyes de Newton

y las Fluidos no Newtonianos son aquellos que se oponen a las leyes de Newton

Gracias