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1. ¿Cuál es la diferencia entre un viscosímetro y un reómetro? A diferencia de un viscosímetro, lo que solo puede medir la viscosidad de un líquido en un rango limitado de condiciones, un reómetro es capaz de medir la viscosidad y la elasticidad de materiales no newtonianos (aquel fluido cuya viscosidad varía con la temperatura y la tensión cortante que se le aplica) en una amplia gama de condiciones. 2. A partir del siguiente diagrama de cuerpo libre, explique cómo se llega a la Ec. 1.

𝐹𝑏 + 𝐹𝑑 = 𝑊 . . . (2) De donde

4 𝑊 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑓𝑒𝑟𝑎 = 𝜌𝑏 ∙ 𝜋 ∙ 𝑅 3 ∙ 𝑔 3 𝐹𝑑 = 𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠𝑡𝑟𝑒 = 6 ∙ 𝜋 ∙ 𝑅 ∙ 𝜇 ∙ 𝑣 4 𝐹𝑏 = 𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 𝐸 = 𝜌𝑓 ∙ 𝜋 ∙ 𝑅 3 ∙ 𝑔 3

Sustituyendo en (2)

Dividiendo entre 𝜋 Agrupando Despejando 𝜇

𝜌𝑓 ∙

4 4 𝜋 ∙ 𝑅 3 ∙ 𝑔 + 6 ∙ 𝜋 ∙ 𝑅 ∙ 𝜇 ∙ 𝑣 = 𝜌𝑏 ∙ 𝜋 ∙ 𝑅 3 ∙ 𝑔 3 3

𝜌𝑓 ∙

4 3 4 ∙ 𝑅 ∙ 𝑔 + 6 ∙ 𝑅 ∙ 𝜇 ∙ 𝑣 = 𝜌𝑏 ∙ ∙ 𝑅 3 ∙ 𝑔 3 3 6∙𝑅∙𝜇∙𝑣 = 𝜇=

4 3 ∙ 𝑅 ∙ 𝑔 ∙ (𝜌𝑏 − 𝜌𝑓 ) 3

4 ∙ 𝑅 3 ∙ 𝑔 ∙ (𝜌𝑏 − 𝜌𝑓 )

𝝁=

3(6 ∙ 𝑅 ∙ 𝜇 ∙ 𝑣)

𝟐𝑹𝟐 𝒈(𝝆𝒃 − 𝝆𝒇 ) 𝟗𝒗

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3. ¿Cuáles son las diferentes fórmulas para modelar la viscosidad de un líquido con respecto a la temperatura?, explique a que se debe dicho comportamiento y cómo afecta esto a los fluidos en estado gaseoso 𝑏

𝜇 = 𝑎 ∙ 10(𝑇−𝑐 ) 𝜇 = 𝑎∙𝑒 𝜇

𝜇20°𝐶

≈ 𝑒 𝐶(

𝑏 ( ) 𝑇

293 𝑇 −1)

𝜇 𝑇0 𝑇0 2 ln ( ) = 𝑎 + 𝑏 ( ) + 𝑐 ( ) 𝑇 𝑇 𝜇0 La viscosidad varía con la temperatura disminuye para los líquidos y aumenta para los gases. Esta variación se debe al origen de las fuerzas viscosas en los líquidos y en los gases. 4. ¿Cómo se calcula el número de Reynolds (Re) para una esfera? 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎𝑠 𝑖𝑛𝑒𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑉𝑝𝑟𝑜𝑚 𝐷 𝜌𝑉𝑝𝑟𝑜𝑚 𝐷 𝑅𝑒 = = = 𝜇 𝑣 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎𝑠 𝑣𝑖𝑠𝑐𝑜𝑠𝑎𝑠 Donde 𝑉𝑝𝑟𝑜𝑚 = velocidad de flujo promedio (m/s), D =longitud característica de la geometría (diámetro en este caso, en m), 𝑣 = 𝜇/𝜌= viscosidad cinemática del fluido (m2/s). 5. ¿A través de que ecuación se calcula el coeficiente de arrastre (CD) de una esfera lisa? Coeficiente de arrastre CD a bajas velocidades (Re ≤1) 𝐶𝐷 =

24 𝑅𝑒

Para un amplio intervalo de valores de Re 𝐶𝐷 =

24 6 + + 0.4 𝑅𝑒 1 + √𝑅𝑒

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6. ¿Cuál es el diagrama que relaciona Re vs CD? La siguiente figura representa gráficamente la dependencia del coeficiente de arrastre con el número de Reynolds para el caso de una esfera lisa. Se trata de una gráfica logarítmica (log CD en función de log R). Como puede apreciarse, el coeficiente de arrastre varía de una forma complicada conforme aumenta el valor del número de Reynolds.

7. Investigue la variación de la densidad de la glicerina respecto a su temperatura.

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Esto significa que a medida que aumenta la temperatura, la densidad de la glicerina se reduce, es decir, es inversamente proporcional a la temperatura.

Bibliografía Çengel, Yunus; Cimbala, John. Mecánica de fluidos. Fundamentos y aplicaciones. EUA: McGrawHill, 2006. 959 p. ISBN-10: 970-10-5612-4 https://tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/2044/1/ViscosimetroBola.pdf http://materias.fi.uba.ar/6731/Tablas/Tabla7.pdf...