Solucionario de Mecánica de Fluidos

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Solucionario de Mecánica de Fluidos

Hibbeler

DEL CAPITULO 1 AL 7

Viscosidad de los fluidos

La Viscosidad

La facilidad con que un líquido se derrama es una indicación de su viscosidad. El aceite frío tiene una alta viscosidad y se derrama muy lentamente, mientras que el agua tiene una viscosidad relativamente baja y se derrama con bastante facilidad.

Definimos la viscosidad como la propiedad de un fluido que ofrece resistencia al movimiento relativo de sus moléculas. La pérdida de energía debida a la fricción en un fluido que fluye se debe a su viscosidad . Esta se utiliza en la resolución de problemas con que inicia el capítulo 8 de este libro, de modo que se podría decidir dejar el estudio del material del presente capítulo hasta que se esté listo para cubrir el capítulo 8. El material correspondiente a viscosidad se da aquí para aquellos lectores que deseen aprender todas las propiedades de los fluidos al mismo tiempo. Después de haber terminado el estudio de este capítulo, usted deberá ser capaz de:

Definir vis co s id a d dinámica.
Definir viscosidad cinemática.
Identificar las unidades de viscosidad tanto en el SI como en el Sistema Británico de Unidades.
Describir la diferencia entre un fluido newtoniano y un fluido no newtoniano.
Describir los métodos de medición de viscosidad utilizando el viscómetro de tambor de rotación, el viscómetro de tubo capilar, el viscómetro de caída de bola y el viscómetro Saybolt Universal.
Describir la variación de viscosidad con la temperatura tanto para líquidos como para gases.
Definir índice de visscosidad .
Describir la viscosidad de lubricantes utilizando los números de viscosidad
SAE y los grados de viscosidad ISO.

Viscosidad Dinámica

Cuando un fluido se mueve, se desarrolla en él una tensión de corte, cuya magnitud depende de la viscosidad del fluido. La tensión de corte , denotada con la letra griega ‘t (tao), puede definirse como la fuerza requerida para deslizar una capa de área unitaria de una sustancia sobre otra capa de la misma sustancia. Así pues, t es una fuerza dividida entre un área y puede medirse en unidades d e newtons por metro cuadrado o en lb/pies. En un fluido como el agua, el aceite. el alcohol. o cualquier otro líquido común, encontramos que la magnitud de la tensión de corte es directamente proporcional al cambio de velocidad entre diferentes posiciones del fluido.

Los fluidos dependientes del tiempo son muy difíciles de analizar. debido a que su viscosidad aparente varía con el tiempo así como con el gradiente de velocidad y la temperatura. Ejemplos de fluidos dependientes del tiempo son algunos aceites de petróleo crudo a bajas temperaturas. la tinta de impresión. el nailon, algunas jaleas. la masa de harina y varias soluciones polímeras. A éstos se les conoce como fluidos tirocotrópicos.
Se han estado desarrollando IQs fluidos electrorreológicos, que ofrecen pro piedades exclusivas controlables mediante la aplicación de una corriente eléctrica.
A veces conocidos como »fluidos ER» consisten en suspensiones de partículas finas como almidón, polímeros o cerámicas, en aceite no conductor. como el aceite mineral o el aceite de silicona. Cuando no hay una corriente aplicada se comportan como otros líquidos; pero cuando· se les aplica una corriente, se convierten en una gelatina y se comportan más como un sólido. El cambio puede presentarse en menos de 1/1000 de segundo.

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