“FLUJO REPTANTE” LABORATORIO INTEGRAL I INGENIERÍA QUÍMICA
Enviado por Johana Alvarado Cordero • 5 de Febrero de 2018 • Prácticas o problemas • 3.034 Palabras (13 Páginas) • 1.276 Visitas
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE PARRAL
[pic 1]
PRÁCTICA # 2
“FLUJO REPTANTE”
LABORATORIO INTEGRAL I
INGENIERÍA QUÍMICA
FACILITADOR: Dr. Luis Miguel Rodríguez Vázquez
INTEGRANTES:
Luis Alfredo Acosta Holguín
Johana Cecilia Alvarado Cordero
Clarivel Sarai Anaya Córdova[pic 2]
Ricardo Villalobos Chaparro
Fecha de entrega: 07-Dic-2017
ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN. 1
2. JUSTIFICACIÓN. 1
3. OBJETIVO. 1
3.1. Objetivo General. 1
3.2. Objetivos Específicos. 1
4. MARCO TEÓRICO 2
4.1. Ley de Stokes 2
4.2. Aproximación de Faxen 4
4.3. Viscosidad de los fluidos 5
4.4. Procedimiento operativo 5
5. DESARROLLO 5
5.1. Material 5
5.2. Para todos los fluidos 5
6. RESULTADOS 8
6.1. Calculo de densidades de las canicas/balín 8
6.2. Para aceite de cocina 9
6.3 Para Shampoo 11
6.4. Para aceite de motor 12
7. DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES 15
8. BIBLIOGRAFÍA 15
1. INTRODUCCIÓN.
La ley de Stokes se refiere a la fuerza de fricción experimentada por objetos esféricos moviéndose en el seno de un fluido viscoso en un régimen laminar de bajos números de Reynolds; es válida en el movimiento de partículas esféricas moviéndose a velocidades bajas; y es además el principio usado en los viscosímetros de bola en caída libre, en los cuales el fluido esta estacionario en un tubo vertical de vidrio y una esfera, de tamaño y densidad conocidas, desciende a través del líquido y si la bola ha sido seleccionada correctamente alcanzara la velocidad terminal, la cual puede ser medida por el tiempo que pasa entre dos marcas de un tubo.
2. JUSTIFICACIÓN.
Los fluidos presentan características importantes que los hacen diferentes unos de otros; una de estas características es la viscosidad, la cual no es más que la resistencia al corte.
Una de las leyes que permite calcular esta característica es la Ley de Stokes, la cual se basa en el movimiento de partículas esféricas a través de un fluido; y los parámetros que utiliza son la densidad de la partícula, del fluido y la velocidad de caída.
Sus aplicaciones son muchas, pero dentro de las más importantes están: microbiología, operaciones unitarias, granulometría y caracterización de materiales; por lo cual el desarrollo de la práctica es de fundamental importancia.
3. OBJETIVO.
3.1. Objetivo General.
Analizar los efectos que tienen la viscosidad y la densidad en la dinámica de fluidos, ya que son de suma importancia en diversas aplicaciones industriales, particularmente en el desempeño de los lubricantes usados en máquinas y mecanismos.
3.2. Objetivos Específicos.
• Determinar la viscosidad de diversos fluidos, utilizando la Ley de Stokes.
• Observar los efectos de la densidad en el análisis de fluidos.
4. MARCO TEÓRICO
4.1. Ley de Stokes
El flujo de Stokes, también llamado flujo reptante, flujo de movimiento progresivo o flujo de número de Reynolds bajo es aquel que describe el movimiento de una partícula en un fluido viscoso. Este sucede debido a, que la partícula es muy pequeña, o por una viscosidad de fluido muy alta; o ambas. En base a lo anterior, la Ley de Stokes se expresa de la siguiente manera:
(ec.1)[pic 3]
Esta ley establece que la fuerza de arrastre que se opone al movimiento de una partícula esférica a través de un fluido, siempre y cuando el número de Reynolds sea menor a 1, es proporcional a la viscosidad dinámica del fluido (μ), al radio de la partícula (r) y a la velocidad de la misma en el seno del fluido (v).
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Fig. 1. Diagrama de cuerpo libre de una partícula esférica moviéndose en el seno de un fluido
La fuerza de frotamiento que actúa sobre una esfera cumple la ecuación teórica, llamada
Ley de Stokes, que puede escribirse:
(ec.2) [pic 5]
Un tercio del frotamiento total se debe al frotamiento de forma y los otros dos tercios corresponden al frotamiento de pared. El coeficiente de frotamiento que predice la ley de Stokes es:
(ec.3)[pic 6]
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