Escuela Politécnica del Ejercito Escuela Politécnica del Ejercito sede sede

LatacungaLatacunga

Curso : 5º “A”

Carrera : Mecatrónica

Mecánica de Fluidos

ViscosidadViscosidadLa viscosidad es el parámetro que nos La viscosidad es el parámetro que nos permitirá medir la resistencia que ofrece permitirá medir la resistencia que ofrece un fluido al movimiento. En la cual será un fluido al movimiento. En la cual será dada por la constante de proporcionalidad dada por la constante de proporcionalidad entre la tensión tangencial aplicada y el entre la tensión tangencial aplicada y el gradiente de velocidades del fluido que gradiente de velocidades del fluido que aparece a consecuencia de la aplicación aparece a consecuencia de la aplicación de dicho esfuerzo.de dicho esfuerzo.

UnidadesUnidades

1 mPa·s = 10-3 Pa·s = 10-3 kg/ms = 1 cP1 mPa·s = 10-3 Pa·s = 10-3 kg/ms = 1 cP

MEDIDORES DE VISCOSIDAD MEDIDORES DE VISCOSIDAD CONOCIDOSCONOCIDOS

Viscosímetro EnglerViscosímetro Engler::• • Un depósito para el líquido a ensayarUn depósito para el líquido a ensayar• • Una señal que marca la capacidad del depósitoUna señal que marca la capacidad del depósito• • Una vasija para calentar al “baño maría”Una vasija para calentar al “baño maría”• • Un orificio y tubo de salida en su base algo Un orificio y tubo de salida en su base algo

cónicacónica• • Una tapadera para introducir un termómetroUna tapadera para introducir un termómetro• • Un matraz calibradoUn matraz calibrado• • Un cronómetroUn cronómetro

Viscosímetro de tubo capilarViscosímetro de tubo capilar

Consiste en 2 recipientes conectados por Consiste en 2 recipientes conectados por un tubo largo de diámetro pequeño un tubo largo de diámetro pequeño conocido como tubo capilar. Conforme al conocido como tubo capilar. Conforme al fluido fluye a través del tubo con una fluido fluye a través del tubo con una velocidad ctte. el sistema pierde energía, velocidad ctte. el sistema pierde energía, ocasionando una caída de presión. ocasionando una caída de presión.

El viscosímetro Saybolt:El viscosímetro Saybolt:

• • Un tubo cilíndrico de bronceUn tubo cilíndrico de bronce

• • Un orificio calibrado en el fondoUn orificio calibrado en el fondo

• • Un baño termostáticoUn baño termostático

• • Cronómetro (tiempo de vaciado)Cronómetro (tiempo de vaciado)

Viscosímetro de Oswald- Viscosímetro de Oswald- cannon-Fenske:cannon-Fenske:

• • Un tubo capilarUn tubo capilar

• • Un tubo más anchoUn tubo más ancho

• • CronómetroCronómetro

Viscosímetro de cilindro Viscosímetro de cilindro concéntricoconcéntrico

Por medio de un cilindro que gira a una Por medio de un cilindro que gira a una cierta velocidad con respecto a un cilindro cierta velocidad con respecto a un cilindro interno concéntrico estacionario se interno concéntrico estacionario se determina du/dy al medir el momento de determina du/dy al medir el momento de torsión sobre el cilindro estacionario es torsión sobre el cilindro estacionario es posible calcular el esfuerzo cortante. El posible calcular el esfuerzo cortante. El cociente entre el esfuerzo cortante y el cociente entre el esfuerzo cortante y el cambio de velocidad expresa la cambio de velocidad expresa la viscosidad.viscosidad.

Viscosímetro EmpíricoViscosímetro Empírico El viscosímetro empírico se basa en el derrame El viscosímetro empírico se basa en el derrame

de líquidos por un pequeño orificio calibrado de líquidos por un pequeño orificio calibrado como en la figura. Aplicando la ecuación de como en la figura. Aplicando la ecuación de Poiseuille se puede medir la viscosidad del Poiseuille se puede medir la viscosidad del liquido conociendo su densidad y el tiempo que liquido conociendo su densidad y el tiempo que tardaría en pasar entre dos graduaciones fijas tardaría en pasar entre dos graduaciones fijas del tubo graduado A y B, conociendo la del tubo graduado A y B, conociendo la viscosidad de un líquido patrón n' con el que se viscosidad de un líquido patrón n' con el que se le compara, su densidad y el tiempo que le compara, su densidad y el tiempo que tardaría en pasar entre los mismos puntos.tardaría en pasar entre los mismos puntos.Las viscosidades medidas con estos aparatos Las viscosidades medidas con estos aparatos oscilan entre 0,01 y 15 Poises, oscilando el oscilan entre 0,01 y 15 Poises, oscilando el tiempo de paso entre 70 y 700 segundos.tiempo de paso entre 70 y 700 segundos.

Grados de Viscosidad.-Grados de Viscosidad.-

En Europa se utilizan los grados Engler.En Europa se utilizan los grados Engler.

En USA se utilizan los segundos Saybold.En USA se utilizan los segundos Saybold.

En Inglaterra se utilizan los segundos En Inglaterra se utilizan los segundos Reedwood Reedwood

TipoVolumen (cm3)

Engler 200

Saybolt Universal 60

Saybolt-Furol 60 60

Reywood I ó estándard 50

Reywood II (Inglaterra) 50

Ixómetro Barbey (Francia)

Conversion grado Engler a viscosidad cinematica:Conversion grado Engler a viscosidad cinematica:

Conversión grado Engler a viscosidad cinemáticaConversión grado Engler a viscosidad cinemática

Relación entre la viscosidad SAE y el grado Engler de viscosidad

VISCOSIDAD (a 50 ºC)

SAE 10 20 30 40 50 60

ºE 3-5 5-7 7-9 9-12 12-19 19-27

Grados Engler Grados Engler

Siendo las temperaturas más usuales para realizar estas mediciones de 20°C, 50°C 100°C.

Segundos SayboldSegundos Saybold

Se obtienen midiendo el tiempo que 60 Se obtienen midiendo el tiempo que 60 cm3 de fluido tardaran en circular por un cm3 de fluido tardaran en circular por un orificio calibrado siendo las temperaturas orificio calibrado siendo las temperaturas más usuales de 70°F, 100°F, 130°F y más usuales de 70°F, 100°F, 130°F y 210°F.210°F.

Segundos ReedwoodSegundos Reedwood

Se obtienen midiendo el tiempo que 50 Se obtienen midiendo el tiempo que 50 cm3 de líquido tardarían en circular por un cm3 de líquido tardarían en circular por un orificio calibrado, siendo las temperaturas orificio calibrado, siendo las temperaturas más usuales de 70°F, 100°F, 140°F y más usuales de 70°F, 100°F, 140°F y 200°F.200°F.

Tabla de conversiones:Tabla de conversiones:

Otra de las escalas de medición existentes Otra de las escalas de medición existentes son:son:

Escala en grados SAE para aceites de motor.Escala en grados SAE para aceites de motor. Escala en grados SAE para aceites de Escala en grados SAE para aceites de

engranajes.engranajes. Escala en grados ISO para aceites Escala en grados ISO para aceites

hidráulicos.hidráulicos.