¡Descarga Viscosidad de Fluidos: Concepto básico y explicativo y más Apuntes en PDF de Mecánica de Fluidos solo en Docsity!
Universidad Católica Andrés Bello extensión Guayana Escuela de Ingeniería Civil Mecánica de Fluidos I Estudiante: Medina, Martín. C.I: 28.343. 23 de septiembre de 2022.
1. Concepto de viscosidad (básico). Es una propiedad de los fluidos que ofrece resistencia al corte, es decir, a la fricción que se genera en su flujo, se produce como reacción a la aplicación de un esfuerzo que obligue al fluido a moverse. 2. Concepto de viscosidad (explicativo). Es aquella propiedad de todos los fluidos que permite generar una resistencia a la fricción interna que se genera en ellos, es decir, el rozamiento que ocurre entre las moléculas del fluido, en las que la viscosidad actúa de forma renuente al flujo, de un fluido. Es considerada semejante al espesor, pues se opone al acto de fluir y deformarse de forma gradual por acción de las denominadas tensiones cortantes o de tracción, en las que se hace referencia a la aplicación de fuerzas que obliguen al fluido a moverse, es precisamente en ese momento en que la viscosidad entra al juego. Existen los fluidos ideales cuya viscosidad es nula, por el hecho de que no poseen fricción, mientras que cuando se habla de fluidos con una viscosidad muy elevada quiere decir que es cercano a ser un sólido, porque significa que tienen mayor fuerza en la atracción de sus partículas. Se puede medir utilizando un viscosímetro. 3. ¿A qué se le conoce como “flujo laminar”? También llamado flujo aerodinámico o flujo viscoso, tal como su nombre lo indica, es el tipo de flujo que se caracteriza por desplazarse o movilizarse con la impresión de hacerlo en capas (láminas) totalmente paralelas y sin entremezclarse, es decir, de forma regular y serena. Durante un flujo laminar, la trayectoria de las partículas que lo componen no cambia de velocidad ni sentido, pues siguen un recorrido denominado línea de corriente.
Para estudiarlo a profundidad personalidades como Reynolds establecieron parámetros de carácter adimensional para definir una relación entre la viscosidad y la inercia que se genera durante el flujo.
4. ¿A qué se le conoce como “flujo turbulento”? A diferencia del flujo laminar, sus partículas no siguen una trayectoria continua ni mucho menos serena, de hecho, en él ocurren fluctuaciones de forma constante (variación de intensidad), haciendo que se mezcle de forma aleatoria. Se produce en flujos con velocidades elevadas o en aquellos donde las fuerzas viscosas son muy pequeñas. Es común trabajar con flujos turbulentos debido a la tendencia de la naturaleza hacia el desorden, pues el agua en ríos y mares no se desplaza tranquilamente debido a la forma del medio a través del cual fluye. Una de las características principales de este tipo de flujo es la trayectoria circular errática que generalmente presenta, la cual es semejante a los remolinos. 5. “Esfuerzos de corte”, ¿Qué tienen que ver con la viscosidad? El también denominado esfuerzo cortante, es la fuerza aplicada que obliga a un fluido a movilizarse, es decir, la fuerza por unidad de superficie que se necesita para mantener una velocidad constante en el flujo de un fluido. Dicha fuerza es la responsable de generar una reacción al movimiento que ella impulsa, esta respuesta es la que conocemos como viscosidad, por lo que está directamente relacionada, ya que una (esfuerzo de corte) da origen a la otra (viscosidad). Por otra parte, existen fluidos denominados newtonianos, los cuales son aquellos en los que su viscosidad se considera constante, y por tanto, aun cuando cambie el esfuerzo cortante no se altera la viscosidad. 6. “Movimientos” ¿Cuántos tipos de movimientos existen donde está involucrada la viscosidad? La viscosidad se encuentra involucrada en movimientos de flujo ya sea laminar (despreciable), de transición y turbulento, ya que en cada uno de estos hay roce durante el flujo del fluido. Sin embargo, otros movimientos con los que se encuentra directamente relacionada son con el movimiento dinámico y cinemático, en el primero se estudia los fluidos al desplazarse y las fuerzas que interactúan o influyen en él, mientras que en el cinemático no se toman en cuenta las causas que producen el movimiento en sí.
10. ¿Cómo varía la viscosidad con la temperatura en los gases? A diferencia de la variación en los líquidos, para el caso de los gases es diferente, pues mientras aumenta la temperatura también se eleva el valor de la viscosidad, y resulta ser prácticamente independiente a la presión. La razón de su comportamiento en gases está en que al aumentar la circulación y agitación de las moléculas también se incrementan los toques con actividad y fuerza del resto de las moléculas contenidas en el mismo gas y, por tanto, define su forma de variar 11. ¿De qué otras propiedades de los fluidos depende la viscosidad? Tal como se aprecia en la reacción de la viscosidad, se ve influenciada por una propiedad particular de todos los fluidos y sustancias, la temperatura, pues en el caso de líquidos la viscosidad disminuye mientras que la temperatura aumenta y para el caso de los gases, pasa distinto, la viscosidad aumenta al igual en que la temperatura se incrementa. Otra de las propiedades de las cuales la viscosidad posee cierta dependencia, es la presión, ya que para el caso de los líquidos aumenta cuando incrementa la presión, mientras que para el caso de los gases suele ser despreciable, es decir, prácticamente independiente. También se destaca la composición del fluido como una propiedad de la cual depende la viscosidad, ya que reaccionará diferente a las velocidades de corte, sustancias extrañas, entre otras. 12. ¿Qué tipo de pérdidas están ocasionadas por la viscosidad? Las pérdidas asociadas a la viscosidad son principalmente pérdidas por fricción, es decir, todas aquellas en las que se presente roce, ya que la respuesta que denominamos viscosidad es la reacción ante el flujo del fluido por acción de fuerzas cortantes. Es por lo que tanto las pérdidas mayores (rozamiento del fluido al fluir en segmentos con áreas de sección transversal constante) como las pérdidas menores (fricción en tuberías con reducciones o ampliaciones) son generadas por la viscosidad, como respuesta al roce respectivo de cada una. 13. ¿Qué son pérdidas por fricción en tuberías? Estas son aquellas en las que se genera una pérdida de presión de un fluido por el hecho de ocurrir fricción entre las partículas que constituyen dicho fluido y las parades del medio a través del cual está fluyendo dichas partículas, es decir, el conductor (tubería), de igual forma dicha pérdida también se genera cuando ocurren travas u obstáculos durante la conducción de las partículas (flujo).
Para estudiarlas se han planteado diferentes ecuaciones, tanto teóricas como empíricas, como la ecuación de Manning, la ecuación de Darcy – Weisbach, entre otras, que permiten estimar su valor. Bibliografía
- https://repositoriotec.tec.ac.cr/bitstream/handle/2238/10194/Din%C3%A1mica%20de%20fluidos %20viscosos.pdf?sequence=1&isAllowed=y#:~:text=La%20viscosidad%20se%20refiere%20a,entre %20las%20mol%C3%A9culas%20del%20fluido. y https://concepto.de/viscosidad/
- “ ”.
- https://ingelyt.com/wiki/flujos-unidireccionales-flujos-laminares-o-cabinas-de-flujo-laminar/ y https://www.thermal-engineering.org/es/que-es-el-flujo-laminar-vs-turbulento-definicion/
- https://www.equiposylaboratorio.com/portal/articulo-ampliado/que-es-y-caracteristicas-de-un-flujo- turbulento y https://labsom.es/blog/que-es-el-flujo-turbulento/
- https://www.caloryfrio.com/calefaccion/calefaccion-instalaciones-componentes/ley-de-la- viscosidad-de-newton-ecuacion-fundamental-y-explicacion.html#:~:text=Cuando%20a%20un %20fluido%20se,aumenta%20conforme%20aumenta%20el%20esfuerzo. y https://glossary.slb.com/es/terms/s/shear_stress
- https://books.google.es/books? hl=es&lr=&id=ETqRTGieUyYC&oi=fnd&pg=PA5&dq=actividad+molecular+en+fluidos&ots=O M6AB3Zb&sig=dW71dPytZo3TRcLF8N_rPDbm3MA#v=onepage&q=actividad%20molecular %20en%20fluidos&f=false
- https://www.lifeder.com/fuerzas-cohesion/ y https://aleph.org.mx/que-es-cohesion-en-fluidos
- http://www.edutecne.utn.edu.ar/guias_de_estudio/fluidos-02.pdf
- http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0120-100X2015000200008#:~:text=A %20temperaturas%20m%C3%A1s%20altas%2C%20la,la%20viscosidad%20disminuye %20%5B28%5D. y https://oa.upm.es/6934/1/amd-apuntes-fluidos.pdf
- https://www.e-medida.es/articulos/numero-13-medida-de-la-viscosidad-de-liquidos/#:~:text=En %20el%20caso%20de%20los,pr%C3%A1cticamente%20independiente%20de%20la%20presi %C3%B3n. y https://es.slideshare.net/Karinanne/viscosidad-en-gases-y-lquidos
- http://www.uco.es/termodinamica/ppt/pdf/fluidos%201.pdf
- https://www.fesmex.com.mx/article/perdidas-por-friccion-en-tuberias/
- https://ingenieriacivil.tutorialesaldia.com/principios-de-la-hidraulica-que-necesitas-conocer-las- perdidas-de-energia-%E2%80%93-parte-i-perdidas-por-friccion/ y https://blog.valvulasarco.com/que-es-la-perdida-de-carga-en-tuberias
