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Informe02 MFF
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INFORME DE LABORATORIO Nº 2
PROPIEDADES DE TRANSPORTE DE LOS FLUIDOS: Viscosidad de líquidos
newtonianos
RESUMEN
La viscosidad es una propiedad muy importante de los fluidos, que permite conocer que grado de
resistencia ejerce un fluido a ser desplazado y para el estudio de mecánica de fluidos es relevante;
por lo cual, se realizó ensayos para medir la viscosidad dinámica del aceite (SAE 40 monogrado) a
diferentes temperaturas y verificar la relación que guardan estos parámetros. Asimismo, con los
datos obtenidos se realizaron tablas, gráficas y cálculos. Por lo cual, se concluyó que la viscosidad
guarda una relación inversamente proporcional con la temperatura; es decir, a mayor temperatura
este expuesto el aceite, entonces su viscosidad dinámica disminuye.
La viscosidad es una propiedad muy importante de los fluidos, y por lo tanto esta requiere una mayor
consideración en el estudio del flujo de fluidos. Esta propiedad representa la resistencia que otorgan
los fluidos al ser deformados cuando se les aplica un mínimo de esfuerzo cortante.
La viscosidad de un fluido depende de su temperatura; por ello, en los líquidos a mayor temperatura
la viscosidad disminuye mientras que en los gases ocurre lo opuesto. Asimismo, los líquidos tienen
un volumen constante que no puede alterarse notoriamente si son sometidos a compresión; por
esta razón, se dice que son fluidos incompresibles. Los gases no tienen un volumen propio, pues
ocupan el del recipiente que los contiene; por tal motivo, son considerados fluidos compresibles.
Además, la resistencia de un fluido al corte depende de sus fuerzas cohesión entre sus moléculas y
de su rapidez de la transferencia de la cantidad del movimiento molecular. En un líquido sus
moléculas dejan espacios entre sí mucho más cerradas que en las de un gas; es decir, tiene fuerzas
cohesivas mucho mayores que un gas. La cohesión parece ser la causa predominante de la viscosidad
en un líquido; ya que, la cohesión decrece con la temperatura, y la viscosidad también decrece.
En relación con estas ideas, en el presente informe tuvo como objetivos medir la viscosidad dinámica
del aceite a diferentes grados de temperatura, y verificar su variación con la temperatura.
EQUIPOS E INSTRUMENTOS
b) Hornilla eléctrica.
METODOLOGÍA EMPLEADA
Medida de la viscosidad dinámica de un aceite (SAE 40 monogrado) a diferentes temperaturas:
1. Montar y conectar el equipo
4. Seleccionar y ajustar el
husillo adecuado
6. Medir respetando la
muesca del husillo y con un
torque entre 15% - 95%
7. Repetir la medición
aumentando la temperatura
de la muestra
RESULTADOS
CÁLCULO:
Variación de densidad de aceite (SAE 40 monogrado) con la temperatura:
250
200
Viscosidad μ (cP)
150
100
50
20 30 40 50 60 70
Temperatura (ºC)
DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES
En el transcurso del experimento realizado en el laboratorio se notó que las medidas tomadas por
los estudiantes en relación con las viscosidades dinámicas del aceite (SAE 40 monogrado) a
diferentes grados de temperatura, estas variaban cada vez que se aumentaba la temperatura del
fluido; por el cual, se tuvo la sospecha de que los parámetros guardaban una interrelación
(dependencia entre viscosidad y temperatura), y ello se reflejaba al tomar las medidas de cada
ensayo (Ver Tabla 1). También, al realizarse la gráfica de los datos obtenidos, se observa que la línea
que se esboza es una ligera curva (Ver Gráfica 1).
- Q8Oils. Energía. Explicación sobre el índice de viscosidad de un lubricante. [En línea] 2023.
https://www.q8oils.com/es/energia/viscosity-index/
La viscosidad es la resistencia que ejerce el fluido a desplazarse al aplicarle una fuerza de torsión o
corte; es decir, cuando un fluido presenta mayor resistencia a fluir y deformarse, entonces será más
viscoso. En los líquidos, sus moléculas presentan menor distancia entre sí (están más juntas) mucho
más cerradas que en las de un gas (sus moléculas presentan aleatoriedad); es decir, tiene fuerzas
cohesivas mucho mayores que un gas. En términos coloquiales, es más difícil que un objeto se mueva
en una sustancia espesa, y es más fácil que se desplace por una que no ofrece dificultad.
Curva de ajuste (línea curva de color azul), y ecuación de ajuste en función de variables “y” y “x”.
250
200
Viscosidad μ (cP)
150
100
y = 406.11e-0.027x
50
20 30 40 50 60 70
Temperatura (ºC)
3) ¿La ecuación de ajuste obtenida tiene la forma de algún modelo conocido μ vs. T?
Por lo general las gráficas de μ vs. T se realizan con las unidades N.s/m2 y ºC, pero teniendo en
cuenta que 1 cP = 10-3 N.s/m2; se puede decir, que el modelo que más se asemeja a la ecuación
de ajuste es el del Aceite de ricino (Ver Gráfica 3).
Gráfica 3: Viscosidad dinámica en función de la temperatura de fluidos comunes
Luego:
ξ = 1/μ → ξ = 1/80.369 = 1.24 x 10-2 (cP)-1, que es la fluidez del aceite ensayado a 60 ºC
Es el índice del cambio de viscosidad debido a un cambio de temperatura, este término es muy usado
en el rubro automotriz para saber si un lubricante cumple con los requisitos del activo en función
del rango de temperatura de funcionamiento.