lab mecanica guia no 2 version 6 viscosidad modificado

7/21/2019 Lab Mecanica Guia No 2 Version 6 Viscosidad Modificado

1/19

FACULTAD DE INGENIERAPROGRAMA DE INGENIERA

CIVILGUA PARA PRACTICAS DE

LABORATORIO

Formato X XXX XXX

Versin P!"ina# $ %e $

Asignatura: MECANICA DE FLUIDOS

Prctica No. 2Tema: VISCOSIDAD DE UN FLUIDO

1. Competencias.

Capacidad de comprender en forma eficaz en diferentes contextos de la inenier!a

ci"il a tra"#s de diferentes mecanismos$

Capacidad para la in"estiaci%n$

Capacidad de aplicar las ciencias &'sicas en el contexto de la inenier!a ci"il$

Capacidad anal!tica en el contexto de la inenier!a ci"il

2. Objetivos.

Determinar la "iscosidad en diferentes fl(idos) mediante el "isc%metro de ca!da de

&ola$

Encontrar el "alor de la densidad de (n fl(ido desconocido$

3. Aspecto Terico.

La viscosidades la oposici%n de (n fl(ido a las deformaciones tanenciales$ Un fl(ido*(e no tiene "iscosidad se llama !uido idea!$ En realidad todos los fl(idos conocidospresentan alo de "iscosidad) siendo el modelo de "iscosidad n(la (na aproximaci%n&astante &(ena para ciertas aplicaciones$ La "iscosidad s%lo se manifiesta en l!*(idos enmo"imiento$C(ando (n fl(ido es sometido a esf(erzo cortante comienza a mo"erse con (na "elocidadde deformaci%n in"ersamente proporcional a (na propiedad denominada coeficiente deviscosidad

La "iscosidad de (n fl(ido p(ede medirse por (n par'metro dependiente de la

temperat(ra llamado coeficiente de "iscosidad o simplemente "iscosidad+

"iscosidad dinmica #$%+ la "iscosidad es (na manit(d f!sica *(e mide la

resistencia interna al fl(,o de (n fl(ido -resistencia al esf(erzo cortante.$ Es medidapor el tiempo en *(e tarda en fl(ir #ste a tra"#s de (n t(&o capilar a (na

Elabor :Juan Sebastin de PlazaJos Javier MendozaMiguel H. Pinzn

Revis :Mara Fernanda Aero

A!rob :Marisol "e#on

Fe$a :%& de otubre de%'((


2/19



LABORATORIO

Formato X XXX XXX

Versin P!"ina# & %e &

determinada temperat(ra$ Las (nidades con *(e se mide en el Sistema

Internacional son N/s0m2$

"iscosidad cinemtica #&%+ representa la caracter!stica propia del l!*(ido

desec1ando las f(erzas *(e eneran s( mo"imiento$ Se o&tiene mediante elcociente entre la "iscosidad din'mica o a&sol(ta -. 3 la densidad -4. de las(stancia en c(esti%n+

5 6 0 4 -m20s.

El par'metro primario *(e determina el comportamiento) "iscoso o no) de los fl(idosne7tonianos es el n(mero adimensional de 8e3nolds

8e 6 - 4VL . 0 9 6 - VL . 0 v

Donde V 3 L representan la "elocidad 3 lonit(d caracter!sticas del fl(,o$ Como 4 3 9entran como cociente en este par'metro) dic1o cociente se denomina "iscosidadcinem'tica

v ) 9 0 4

La "iscosidad relaciona el esf(erzo o tensi%n local en (n fl(ido en mo"imiento con la"elocidad de deformaci%n de las part!c(las fl(idas

C(ando (n c(erpo cae en (n fl(ido &a,o la sola infl(encia de la ra"edad) se acelera 1asta*(e la f(erza *(e lo ,ala 1acia a&a,o -s( peso. *(eda &alanceada por la f(erza de flotaci%n3 la f(erza de arrastre "iscoso *(e act:an 1acia arri&a$

0= db FFW

;arece o&"io pensar *(e (n "iscos!metro es (n aparato *(e mide directamente la"iscosidad) sin em&aro) la "iscosidad es (na propiedad *(e no se determinadirectamente sino *(e se estima a partir de la medida de otras manit(des tales como eltiempo) la densidad) etc$ Es importante sa&er 3 conocer las limitaciones de dic1osaparatos 3 las des"iaciones de la idealidad) *(e siempre afectar'n a los res(ltados) de talmanera *(e los res(ltados de la mediciones sean lo m's acertadas posi&le -


3/19



LABORATORIO

Formato X XXX XXX

Versin P!"ina# ' %e '

el seno de (n fl(ido como consec(encia del ma3or o menor "alor del coeficiente defricci%n o "iscosidad de #ste -Uni"ersidad del Nordeste) 2==2.$

Este "iscos!metro se &asa en el 1ec1o de *(e c(ando (n c(erpo cae en (n fl(ido &a,o lasola infl(encia de la ra"edad) se acelera 1asta *(e la f(erza *(e lo 1ala 1acia a&a,o -s(peso. *(eda &alanceada por la f(erza de flotaci%n 3 la f(erza de arrastre "iscoso *(eact:an 1acia arri&a$ La "elocidad *(e ad*(iere en ese momento se conoce como"elocidad terminal la c(al es constante$La medida tomada en el e*(ipo es el tiempo de ca!da de la esfera en (n tramodeterminado dentro del e*(ipo) esta manit(d es la "aria&le en la c(al est' en f(nci%n la"iscosidad de la ec(aci%n 2

En donde+ r es el radio de la &ola@ la aceleraci%n de la ra"edad@ 4e 3 4f) son las

densidades de la esfera 3 del l!*(ido respecti"amente@ t el tiempo de ca!da 3 la distanciarecorrida por la &ola dentro del fl(ido en el tiempo t$

En todo c(erpo *(e se m(e"e en (n l!*(ido act:a (na f(erza de rozamiento de sentidoop(esto al mo"imiento$ S( "alor es f(nci%n de la eometr!a del c(erpo) de s( "elocidad 3

del rozamiento interno del l!*(ido$ Una medida del rozamiento interno la da la "iscosidaddin'mica $ ;ara (na &ola de radio r 3 "elocidad " en (n l!*(ido infinitamente extenso de"iscosidad din'mica ) B$ B$ Stoes calc(l% la f(erza de rozamiento como

F 6 **" *r






4/19


5/19



LABORATORIO

Formato X XXX XXX

Versin P!"ina# ) %e )

Si se considera (na esfera *(e cae en (n l!*(ido "iscoso) las f(erzas *(e act:an so&reella son+ s( peso -m$.) el emp(,e del l!*(ido -E. ) 3 la f(erza resistente de orien "iscoso8$ Aplicando la Se(nda Le3 de Ne7ton) se p(ede escri&ir+

m$ H E H 8 6 m$aComo consec(encia de la aceleraci%n -a. *(e tiene la esfera) s( "elocidad a(menta )perop(esto *(e la resistencia 8 es directamente proporcional a la "elocidad) al incrementarsela misma a(mentar' la oposici%n al mo"imiento$ La esfera llea a (na "elocidad tal *(elasf(erzas se an(lan entre s! 3 ad*(iere (n mo"imiento rectil!neo (niforme$ A partir de esemomento la esfera se m(e"e con "elocidad constante) llamada "elocidad l!miteDe donde se o&tiene *(e el coeficiente de "iscosidad es

La relaci%n se c(mple siempre *(e la "elocidad no sea tan rande *(e se pase delr#imen laminar al t(r&(lento) en el c(al la relaci%n entre resistencia 3 "elocidad 3a no eslineal$ En realidad la expresi%n res(lta "'lida s%lo para esferas *(e caen en (n l!*(ido deextensi%n indefinida$ En las condiciones experimentales) en las *(e las esferas caenaxialmente a tra"#s de (n fl(ido "iscoso contenido en (n t(&o laro cil!ndrico de radio 8)p(ede omitirse la correcci%n relati"a a la lonit(d finita del t(&o por ser desprecia&le) perode&e realizarse (na correcci%n de&ida a la infl(encia de las paredes -anc1(ra finita delt(&o.$ La correccin de 'adenburgpermite estimar la "elocidad l!mite a partir de la"elocidad medida

6

3DF ffb ==

6

3DW ee ==






6/19



LABORATORIO

Formato X XXX XXX

Versin P!"ina# %e

VDFd 3=

( )

V

Dfe

=

18

2

( )

V

gDle

=

18

2

peso de la &ola en N$F& F(erza de flotaci%n en N$Fd F(erza de arrastre en ND Di'metro de la &ola

e ;eso espec!fico de la esfera en N0m>

f ;eso espec!fico del fl(ido en N0m>

Viscosidad a&sol(ta en N$se0m2

V Velocidad media en m0se

Esfera en 1ierro fosfatado$






7/19



LABORATORIO

Formato X XXX XXX

Versin P!"ina# * %e *

(. )ateria!es necesarios para !a Prctica

Viscos!metro de J t(&os

C(atro fl(idos diferentes

Cronometro diital

Cinta m#trica

Im'n

Kerm%metro Diital

(. Procedimiento.

;ara los diferentes l!*(idos tomar la distancia 3 el tiempo *(e asta en recorrer la

part!c(la desde el inicio 1asta el final del l!*(ido$Komar la temperat(ra 3 realizar el procedimiento para diferentes l!*(idos -Blicerina) a(a)aceite 3 alco1ol.$+ +o#!robar ,ue todos los tubos ontenga tanto el -uido o#o la es/era

#etlia en el /ondo del #is#o.&+ Medir' la distancia entre los anillos marcados para esta&lecer la lonit(d "s el tiempo

de recorrido.'+ "ivelar los tubos vertial#ente on a0uda de los niveles de burbu1a(+ 2es!lae on a0uda del i#n la es/era $asta el nivel su!erior dentro del

tubo3 en este !unto retirar el i#n 0 on a0uda de un rono#etrdeter#ine el tie#!o del reorrido de la es/era en !asar !or el nivel in/erioro 4nal desde el nivel de ada en ada uno de los 5 tubos on los -uidos.

6re!ita !or lo #enos 7 vees en ada uno 0 !ro#edie los valores.8)+ +alule la visosidad de ada uno de los -uidos

*. Tab!a de +atos





Nivel de inicio

Nivel Final

Imn

Desplazamiento de la esfera dentro del tubo de vidrio lleno de

fluido a analizar


8/19



LABORATORIO

Formato X XXX XXX

Versin P!"ina# , %e ,

,!uido)asa-sera

#gr%

-sera

#N%

Temp#/C%

+istancia#m%

Tiempo#s%

"e!ocidad#m0s%

"promedio

$ Prctica $ Terica

1

2

3

(

. Preguntas

$ 9En *(e afecta la Kemperat(ra la "iscosidad de (n fl(ido

2$ ;or *(# raz%n -efecto f!sico. se o&ser"a la esfera met'lica o"alada dentro del fl(ido

>$ Cons(lte 3 en(mere *(e "iscosidad tienen s(stancias de com:n (so en n(estros

1oares -aceite de cocina) mermeladas) eles para ca&ello) s1ampoo) etc$






9/19



LABORATORIO

Formato X XXX XXX

Versin P!"ina# - %e -

J$ Compare se:n ta&las disponi&les) la densidad descripta de los fl(idos 3 esta&lezca

posi&les s(stancias$ Kena presente caracter!sticas f!sicas o&ser"adas+ color$

+ Bi./io"ra01a

Funda#entos de Menia de Fluidos3 er$art ross Ho$stein3

Edit. Addison ;esle0 ennard3 Edit. +:E:+:S:A:

es$7iipedia$or07ii0Viscosidad

$tt!:[email protected]!$0sis.net?le0bold?EP?HB?S?P(?P(C7(DS.P2F

*+ Ane2o No+ $

enga en uenta los siguientes datos !ara sus lulos:

No+ FLUIDO3 %e

es0eraDensi%a% %e/

45i%oMasa %e /a

es0era

$ GLICERINA $+&'6 "78m'

&ACEITE

MINERAL 6+,)) "78m'

' AGUA 6+--$ "78m'

( ALCO9OL 6+,$$ "78m'






10/19



LABORATORIO

Formato X XXX XXX

Versin P!"ina# $6 %e

$6






11/19



LABORATORIO

Formato X XXX XXX

Versin P!"ina# $$ %e

$$

PROPIEDADES FSICAS DEL AGUA

Temperatura#C%

Pesoespecico

#4N0m3%

+ensidad#4g0m3%

)du!o dee!asticidad

#4N0m2%

"iscosidaddinmica#N5s0m2%

"iscosidadcinemtica

#m20s%

Tensinsupericia!

#N0m%

Presin devapor

#4N0m2%

= )=P ) ) / = )Q / =R> )QP / =R =)=QP =)

P )=Q ===)= 2)=P / = )P / =R> )P / =R =)=QJ =)Q

= )=J )Q 2)= / = )>=Q / =R> )>= / =R =)=QJ2 )2>

P )Q ) 2)P / = )> / =R> )> / =R =)=Q>P )Q=

2= )Q )2 2)Q / = )=2 / =R> )==> / =R =)=Q2 2)>J

2P )QQQ Q)= 2)22 / = =)= / =R> =)> / =R =)=Q2= >)Q

>= )QJ P)Q 2)2P / = =)Q= / =R> =)== / =R =)=Q2 J)2J

J= )Q>= 2)2 2)2 / = =)P> / =R> =)P / =R =)= Q)>

P= ) )= 2)2 / = =)PJQ / =R> =)PP> / =R =)=Q 2)>>

= )J2 >)2 2)2 / = =)J / =R> =)JQJ / =R =)=2 )2

Q= )P QQ) 2)2P / = =)J=J / =R> =)J> / =R =)=JJ >)

= )P>= Q) 2)2= / = =)>PJ / =R> =)>J / =R =)=2 JQ)>J

= )J P)> 2)J / = =)>P / =R> =)>2 / =R =)== Q=)=

== )> P)J 2)=Q / = =)22 / =R> =)2J / =R =)=P =)>>






12/19



LABORATORIO

Formato X XXX XXX

Versin P!"ina# $& %e

$&






13/19



LABORATORIO

Formato X XXX XXX

Versin P!"ina# $' %e

$'






14/19



LABORATORIO

Formato X XXX XXX

Versin P!"ina# $( %e

$(






15/19



LABORATORIO

Formato X XXX XXX

Versin P!"ina# $) %e

$)






16/19



LABORATORIO

Formato X XXX XXX

Versin P!"ina# $ %e

$

Peso especico #6%+ se define como el peso de (na s(stancia di"idido entre el

"ol(men *(e oc(pa$ Adem's) est' directamente relacionado con la densidad -4. 3la aceleraci%n de la ra"edad -. mediante la si(iente expresi%n+

6 4 / -N0m>.

+ensidad #7%+ es la cantidad de masa presente por (nidad de "ol(men+

4 6 m 0 V -0m>.

)du!o de e!asticidad #-%+ se define el m%d(lo de elasticidad de "ol(men como el

esf(erzo de "ol(men entre la deformaci%n de "ol(men) es decir) al aplicar (nincremento de presi%n -Tp. a (n "ol(men -V.) se prod(ce (na dismin(ci%n delmismo -TV.+

E 6 -Tp. 0 -TV0V. -N0m2

.

"iscosidad dinmica #$%+ la "iscosidad es (na manit(d f!sica *(e mide la

resistencia interna al fl(,o de (n fl(ido -resistencia al esf(erzo cortante.$ Es medidapor el tiempo en *(e tarda en fl(ir #ste a tra"#s de (n t(&o capilar a (nadeterminada temperat(ra$ Las (nidades con *(e se mide en el Sistema






17/19



LABORATORIO

Formato X XXX XXX

Versin P!"ina# $* %e

$*

Internacional son N/s0m2$

"iscosidad cinemtica #&%+ representa la caracter!stica propia del l!*(ido

desec1ando las f(erzas *(e eneran s( mo"imiento$ Se o&tiene mediante elcociente entre la "iscosidad din'mica o a&sol(ta -. 3 la densidad -4. de las(stancia en c(esti%n+

5 6 0 4 -m20s.

Tensin supericia! #8%+ fen%meno por el c(al la s(perficie de (n l!*(ido tiende a

comportarse como si f(era (na delada pel!c(la el'stica 3 se de&e a *(e en estep(nto la f(erza neta *(e experimentan las mol#c(las *(e lo componen es 1acia elinterior del mismo$ Se mide en N0m o 0m2$

Presin de vapor #pv%+ es la presi%n *(e e,ercen las mol#c(las en estado "apor

*(e 1an sido pro3ectadas f(era de la masa del l!*(ido a tra"#s de (na s(perficieli&re de&ido a *(e presentan (na ele"ada ener!a cin#tica ad*(irida en el c1o*(econ otras mol#c(las$ Se mide en (nidades de presi%n -N0m2.$

Masa de la esfera 6

; peso de esfera en Ne7ton 6 x $ m0s

Vesf

Wesfesf = = Nm!

gffluido = = "#m! $ ms% = Nm!






18/19



LABORATORIO

Formato X XXX XXX

Versin P!"ina# $, %e

$,

&elocidad t

d=

= ms

( )V

gDfe

=

18

2 = N ' sm% ( "# ms%






19/19



LABORATORIO

Formato X XXX XXX

Versin P!"ina# $- %e

$-





lab mecanica guia no 2 version 6 viscosidad modificado

Documents