2014

SEP SEV DGEST DITDINSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE TANTOYUCA

PRACTICA DE LABORATORIODeterminar la viscosidad de fluidosMecnica de Fluidos

DIVICION DE INGENIERIA PETROLERA

Presenta:

2014

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Sandra Luz Cruz HernndezJess Antonio HernndezCarlos Fernando Enrquez VelsquezMarco Aurelio Meras HernndezJorge Axel Gonzlez PalaciosGustavo Melo Hernndez

Grupo:4 B

Equipo:N 4Docente: Ing. Rosalino Del ngel Avils

TANTOYUCA VERACRUZ MEXICO 2015-03-02

INDICE1. INTRODUCCION..32. OBJETIVOS.43. DESARROLLO.5-73.1 ECUACION DES STOKES..6-74. PROCEDIMIENTO.7-85. RESULTADOS.9-116. CONCLUSIONES.12BIBLIOGRAFIA..12

1. INTRODUCCION

La necesidad de entender nuestro mundo ha llevado al ser humano ha desarrollar nuevas tcnicas que le permitan interpretar mejor los conocimientos que adquiere mediante la observacin, e incluso la tecnologa ha permitido alcanzar la naturaleza sin la intervencin del hombre, esto se debe a que el ser humano no tiene la capacidad de medir ciertos fenmenos por sus propias limitaciones.Uno de los parmetros ms importantes a medir, como futuros ingenieros Petroleros es la viscosidad la cual adems de ser una variable de gran influencia en las mediciones de flujo de fluido en nuestra industria, se usa como punto de referencia en la formulacin de nuevos productos facilitando la reproduccin.

2. OBJETIVO

2.1 Objetivos generales.

Identificar la experiencias realizadas en base a la ecuacin de Stokes Reconocer factores presentes en el desarrollo de la practica Identificar y comprender cada fenmeno presente en la practica

2.2 objetivos especficos.

Calcular la viscosidad de fluidos

Aprender a desarrollar los pasos requeridos para la determinacin de la viscosidad

3. DESARROLLO

Para poder medir la viscosidad se han desarrollado diversos equipos, cuyo mecanismo determina el alcance que para comparar diversos fluidos. Dicho mecanismo puede ser simple o muy complejo.Viscosidad: Una propiedad fsica muy importante que caracteriza la resistencia al flujo de los fluidos es la viscosidad. Y se deriva como consecuencia del principio de Newton de la viscosidad. Este principio establece que para un flujo laminar y para ciertos fluidos llamamos Newtonianos, la tensin cortante es una entercara tangente a la direccin del flujo, es proporcional al gradiente de la velocidad en direccin anormal al flujo. Operacionalmente se expresa, as:

En esta prctica de laboratorio utilizaremos un viscosmetro muy comn (El viscosmetro de cada de bola) es muy exacta en comparacin con otros dispositivos y es muy fcil de utilizar. Sin embargo su principal desventaja es que la medicin depende de la intervencin manual

Ecuacin de Stokes

El fluido alrededor de una esfera ha sido estudiado por Stokes. Su aplicacin es de gran utilidad en la resolucin de problemas tales como los del sedimento de partculas de polvo. Stokes encontr que el empuje (fuerza ejercida sobre la esfera por el flujo de un fluido alrededor de ella) vale:

Siendo: = el radio de la esfera v= la velocidad de la esferaPara encontrar la velocidad final de una esfera que cae en un fluido en reposo, debe tenerse en cuenta que: Fuerza de empuje hidrosttico+ fuerza de empuje= Peso Para el anlisis de la viscosidad de algn lquido se estudian los movimientos de la pelota en dichos fluidos haciendo uso del balance de fuerzas de la segunda Ley de Newton. En este caso el cuerpo ha llegado a su velocidad terminal, no se encuentra acelerado:Fuerza de empuje hidrosttico+ Fuerza de empuje Peso= 0Debido a que hay una fuerza viscosa que se opone al empuje, tenemos queFuerza de empuje hidrosttico- Fuerza de empuje- Peso= 0 Matemticamente lo expresamos as: F = E + (mg) = 0 Sean , las densidades de la esfera y del fluido tenemos lo siguiente: (4/3) g- (4/3) , g+ 6v=0

Despejando obtenemos = (2)( )(g)(-)/ (9)(v)donde:= la viscosidad del lquido problema r= radio de la esfera g= gravedad = densidad de la esfera = densidad del lquido problema v = velocidad, que es igual a: h/ t, donde t= tiempo de cada de la esfera en un marco de referencia h= longitud del tubo en el mismo marco de referencia

= (2)( )(g)( - )/ (9)(h/t)

4. PROCEDIMIENTO

MATERIAL Un tubo o en este caso utilizaremos una manguera de 1 pulgada de dimetro Cuatro diferentes sustancias (agua, glicerina, aceite de oliva, shampoo) Cronmetro - Balanza (mnima escala 0.001g) Tres pelotas Vaso precipitada Cinta mtrica

DESARROLLO

Se miden los dimetros de las pelotas. Se toman los pesos de las pelotas Determinamos la densidad de las pelotas Determinamos la densidad de cada fluido Se marca un sistema de referencia al tubo Se llena con algn lquido Se coloca la pelota en la parte superior del tubo, se pone el cronmetro en la posicin cero. Se suelta la pelota y ponemos el cronmetro en funcionamiento en el momento en el que la pelota pasa por las marcas puestas en nuestro marco de referencia. Se registra el tiempo y se repite este proceso con cada lquido y con cinco diferentes marcas. Se determina la viscosidad en base a los datos obtenidos mediante la ecuacin Fuerza de empuje hidrosttico+ fuerza de empuje= peso

La siguiente figura muestra esquemticamente el montaje de nuestro experimento.

Figura 1 Pelota cayendo sobre un lquido, se toma el tiempo en dos distancias sealadas.

5. RESULTADOS

Tabla 1: Para las pelotas usadas en el Fluido

Pelota Dimetro (m)Peso (kg)Densidad (kg/)

1

2

3

Tabla 2: Para los fluidos

Fluido Peso (kg)Volumen ()Densidad (kg/)

Resultados obtenidos Para determinar la viscosidad utilizaremos la frmula:= (2)( )(g)( - )/ (9)(h/t)Tabla 4: Pelota 2

Posicin Distancia (m)Tiempo (s)Viscosidad (Pa*s)

1

2

3

4

Tabla 3: Pelota 1

Posicin Distancia (m)Tiempo (s)Viscosidad (Pa*s)

1

2

3

4

Tabla 5: Pelota 3

Posicin Distancia (m)Tiempo (s)Viscosidad (Pa*s)

1

2

3

4

6. CONCLUSIONES

Gran parte de los mtodos experimentales de medida de la viscosidad, y que han servido como base para la construccin de los instrumentos de medida de viscosidad de uso industrial, estn sustentados por las ecuaciones que expresan matemticamente alguno de los principios de viscosidad. Dada la naturaleza de esta prctica se emple la sencilla tcnica a la ley de Stokes. Esto nos oblig a realizar un anlisis cuidadoso de la tcnica que se emple, lo que obviamente nos permiti apreciar objetivamente los problemas que surgen sobre viscosidad lquida y su repercusin en los resultados obtenidos.Adems al realizar esta prctica entendimos mejor esta propiedad y podemos determinar ahora la viscosidad del fluido que deseemos.

BIBLIOGRAFA F. Sears et al. Fsica Universitaria, Vol. 1 Addison Wesley Longman. Mxico 1999

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