LABORATORIO N°1 VISCOSIDAD DE UN FLUIDO

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TÍTULO:        LABORATORIO N°1 VISCOSIDAD DE UN FLUIDO CURSO:        MECÁNICA DE FLUIDOS

DOCENTE: ING. MARIO ALBERTO GARCIA PEREZ

GRUPO:        EQUIPO 3

SECCIÓN:        9649

FECHA DE ENTREGA: 15 ABRIL 2022

INTEGRANTES:

APELLIDOS Y NOMBRES        CODIGOS

1. CHÁVEZ CONTRERAS, ROY EMERY        U19210033
2. GARCIA YAÑACC, POL BRAYAN        U17209879
3. HILARIO PARIONA, MANUEL        1532095
4. SOLIS MAYTA, ELVIS        1630694
5. VILCA CALLE, IOANE        1635774

INDICE

1. RESUMEN        3
2. INTRODUCCIÓN        3

1. OBJETIVOS        3

1. OBJETIVO GENERAL        3
2. OBJETIVOS ESPECIFICOS        3

1. MARCO TEÓRICO        3

1. VISCOCIDAD EN UN FLUIDO        3
2. LA DENSIDAD EN UN FLUIDO        4
3. NUMERO DE REYNOLDS        4
4. VISCOSIDAD Y FUERZA DE ARRASTRE        5

1. MATERIALES Y EQUIPOS        5
2. PROCEDIMIENTO DE EXPERIMENTACIÓN        6
3. ENTREGABLES        7
4. CONCLUSIONES        13
5. BIBLIOGRAFÍA        13

1. RESUMEN

El aparato de viscosidad en este caso se usó H410 en lo cual nos ayudará a determinar el fluido del agua, se usará unas esferas de nylon de diámetro de 3 mm y una densidad de 1150kg*cm2 necesitaremos un cronometro para medir el tiempo, un flexómetro para poder medir la distancia teniendo esos datos podemos calcular una velocidad, necesitaremos un termómetro para medir la temperatura del fluido(agua), primero se medirá la temperatura del agua en este caso a 19 grados, luego se realizara 5 mediciones, se trabajó con una distancia de 1m, se empieza a soltar la esfera de nylon y tomaremos el tiempo para esta medición debemos mirar perpendicularmente para evitar fallos en la medición y así se repetirá el proceso y nos da como resultado 5 tiempos distintos, después se procederá a calcular la velocidad de cada medición. Obteniendo los cálculos se procederá a explicar que método se utilizará STOKES o OSEEM.

1. INTRODUCCIÓN

La rama de la mecánica aplicada que estudia el comportamiento de los fluidos ya sea en reposo o en movimiento es la mecánica de fluidos. Esta se divide en hidrostática e hidrodinámica, para ahondar ellas es necesario conocer las propiedades de los fluidos. Dentro de estos tenemos el peso específico el cual es importante para la hidrostática, mientras que en la hidrodinámica la densidad y la viscosidad son predominantes. Está última será tema de estudio en nuestro laboratorio.

1. OBJETIVOS

1. MARCO TEÓRICO

1. VISCOCIDAD EN UN FLUIDO

La viscosidad es la propiedad del fluido en virtud de la cual este ofrece resistencia a las tensiones de cortadura. Es decir, la viscosidad es la resistencia interna que tiene el líquido al flujo y se debe a las fuerzas de interacción de las moléculas que se deslizan unas contra otras.

La viscosidad es la resistencia al movimiento relativo de las moléculas del fluido, será cero o nula solamente en casos ideales, en este caso no presentará resistencia. Por otro lado, un fluido con alta viscosidad ofrece mayor resistencia al movimiento relativo de sus moléculas. Se puede incluso decir si la viscosidad es infinita, la sustancia puede ser considera como un sólido.

Denominada por Isaac Newton en su ley de viscosidad, el cual menciona que el esfuerzo cortante será directamente proporcional a la rapidez de cambio de la velocidad en el

dominio del fluido (du /dv) y con la viscosidad, en otras palabras, la velocidad a través de una distancia transversal y la viscosidad, de la cual podemos despejar esta última para realizar los cálculos en nuestro laboratorio.

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1. LA DENSIDAD EN UN FLUIDO

Se define como la masa por unidad de volumen. Sus unidades en el sistema internacional son [kg/m3]. Para un fluido homogéneo, la densidad no varía de un punto a otro y puede definirse simplemente mediante

𝜌 =   𝑣

𝑚

Por el contrario, para un fluido inhomogéneo, la densidad ρ varía de un punto a otro. Por tanto, tenemos que definir la densidad en un punto como la masa por unidad de volumen en un elemento diferencial de volumen† en torno a ese punto:

𝜌 = 𝜌(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑡) = 𝑑𝑚[pic 3]

𝑑𝑣

1. NUMERO DE REYNOLDS

Resulta de gran interés conocer la influencia relativa de las fuerzas de inercia y viscosas en el movimiento del fluido y caracterizar esta influencia. El número de Reynolds es un parámetro adimensional que surge a partir de la relación entre las fuerzas de inercia y las fuerzas viscosas en las ecuaciones de Navier-Stokes.

Se denomina velocidad característica a la velocidad por debajo de la cual toda turbulencia es amortiguada por la acción de la viscosidad del fluido. Experimentalmente se observa que de forma aproximada para números de Reynolds menores que 2300 el régimen de movimiento del fluido es laminar (predominan las fuerzas de rozamiento) mientras que para números de Reynolds mayores que 2300 el régimen de movimiento es turbulento (predominan las fuerzas de inercia).

1. VISCOSIDAD Y FUERZA DE ARRASTRE

La fuerza de arrastre se presenta en objetos solidos que se mueven a través de un fluido, además depende la forma y el tamaño del cuerpo y actúa en la dirección del fluido, en cambio la viscosidad es la resistencia que opone al flujo de un fluido.

1. MATERIALES Y EQUIPOS

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1. PROCEDIMIENTO DE EXPERIMENTACIÓN

1. Crear una tabla de resultados en blanco similar a la Tabla 3.

1. Conecte la fuente de alimentación para encender la pantalla luminosa.

1. Asegúrese de utilizar la esfera más adecuada para el fluido, con el fin de obtener mejores resultados.
2. Tenga en cuenta la temperatura ambiente en su ubicación y la densidad de su fluido para esta temperatura.
3. Prepare al menos tres esferas de prueba idénticas para ayudar a encontrar una buena velocidad promedio y medir con precisión el diámetro de las esferas.
4. Establezca los anillos marcadores para una altura de caída adecuada, por ejemplo, 1 metro.
5. Asegúrese de que cada esfera esté perfectamente limpia. Use un líquido de limpieza adecuado si es necesario, pero tenga cuidado de obedecer las instrucciones del fabricante y las advertencias de seguridad.
6. Usando guantes si es necesario, coloque las esferas de prueba en una pequeña cantidad del líquido de prueba, tal vez usando la bandeja de recolección. Asegúrese de que estén recubiertos por todas partes, esto es para evitar la formación de burbujas de aire en su superficie.
7. De nuevo usando guantes si es necesario, sostenga la esfera de prueba directamente sobre el centro del tubo lo más cerca posible de la superficie del fluido. Esto ayuda a evitar que la esfera golpee la pared interior del tubo y afecte sus resultados y reduzca la aceleración de caída libre en el aire antes de que la esfera golpee el fluido.
8. Prepare su cronómetro y suelte suavemente la esfera, teniendo cuidado de no permitir que gire. Inicie su cronómetro cuando la esfera pasa el primer anillo marcador, y luego pare su cronómetro cuando pase por el segundo anillo marcador.
9. Repita al menos tres veces el ensayo y encuentre un tiempo promedio y, por lo tanto, una velocidad promedio.

1. ENTREGABLES

1. Complete la tabla 3 con todos los datos experimentales de los tiempos y los datos de velocidad calculada por cada tiempo.

Tabla3

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