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Viscocidad de fluidos.TRANSCRIPT
1. Viscosidad dinámica.
Esfuerzo cortante 𝜏 . Es la fuerza que se requiere para que una unidad de área de una sustancia se
deslice sobre otra. Unidades: N/m2 (Pa) o lb/pie2.
Gradiente de velocidad. Es una medida del cambio de velocidad, y se define como∆𝑣
∆𝑦, también se le
denomina tasa cortante.
La forma matemática del esfuerzo cortante es:
𝜏 = η∆𝑣
∆𝑦
donde
= es una constante de proporcionalidad llamada viscosidad dinámica del fluido o viscosidad absoluta.
Unidades:
Sistema de unidades Unidades para la viscosidad dinámica
Sistema internacional (SI) Ns/m2, Pas o kg/(ms)
Sistema tradicional de Estados Unidos lbs/pie2 o slug/(pies)
Sistema cgs (obsoleto) poise = dinas/cm2 = g/(cms) = 0.1 Pas
centipoise = poise/100 = 0.001 Pas = 1.0 mPas
2. Viscosidad cinemática.
La viscosidad cinemática . Se define como
=
𝜌
donde y 𝜌 son propiedades del fluido, lo mismo que .
Unidades:
Sistema de unidades Unidades de la viscosidad cinemática
Sistema internacional (SI) m2/s
Sistema tradicional de Estados Unidos pie2/s
Sistema cgs (obsoleto) stoke = cm2/s = 1 x 10-4 m2/s
centistoke = stoke/100 = 1 x 10-6 m2/s = 1 mm2/s
3. Fluidos Newtonianos y no Newtonianos.
Reología. Estudia la deformación y las características del flujo de las sustancias (estudia la
viscosidad de los fluidos).
Un fluido newtoniano es aquel cuya viscosidad no varía con la temperatura y la tensión cortante
que se le aplica.
Un fluido no newtoniano es aquél cuya viscosidad varía con la temperatura y la tensión cortante
que se le aplica.
Los fluidos no newtonianos se clasifican en: (a) independientes del tiempo y (b) dependientes del
tiempo.
Los fluidos independientes tienen una viscosidad que no varía con el tiempo, a cualquier esfuerzo
cortante dado.
La viscosidad de los fluidos dependientes del tiempo cambia si varía éste.
4.Variación de la viscosidad con la temperatura.
Los gases se comportan distinto de los líquidos, debido a que su viscosidad aumenta conforme la
temperatura crece. Por lo general, su cambio es menor que el de los líquidos.
Fluido Temperatura
(0 C)
Viscosidad dinámica
(N.s/m2 o Pa.s)
Agua 20 1.0 x 10-3
Gasolina 20 3.1 x 10-4
Aceite SAE 30 20 3.5 x 10-1
Aceite SAE 30 80 1.9 x 10-2
Índice de viscosidad. Un fluido con índice de viscosidad alto muestra un cambio
pequeño en su viscosidad con la temperatura. Un fluido con índice de viscosidad
bajo muestra un cambio grande en su viscosidad con la temperatura.
Ecuación para calcular el índice de viscosidad de un aceite:
𝑉𝐼 =𝐿 − 𝑈
𝐿 − 𝐻× 100
donde
𝑈 = viscosidad cinemática del aceite de prueba a 40 0C.
𝐿 = viscosidad cinemática de un aceite estándar a 40 0C con 𝑉𝐼 de cero, y que a
100 0C tiene la misma viscosidad que el aceite de prueba.
𝐻 = viscosidad cinemática de un aceite estándar a 40 0C con 𝑉𝐼 de 100, y que a
100 0C tiene la misma viscosidad que el aceite de prueba.
Medición de la viscosidad. El dispositivo empleado para medir el
comportamiento del flujo de los líquidos se llaman viscosímetros o reómetros.
Tarea. Elaborar un resumen de los diversos viscosímetros que cita Mott en su
texto. También, resumir lo más sobresaliente de Grados Sae de Viscosidad y
de los Grados ISO de viscosidad.