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termofluidos practica, Ejercicios de Sistemas Termofluidos

informe de propiedades de los fluidos

Tipo: Ejercicios

2020/2021

Subido el 25/01/2022

majosevp
majosevp 🇪🇨

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Laboratorio de Termofluidos
PAO – 2021 II
Propiedades de los fluidos
SALAS JOSUE, TIGRERO MARCELO,
VILLAROEL MARIA
Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción (FIMCP)
Escuela Superior Politécnica Del Litoral (ESPOL)
Resumen
En la presente práctica se procederá a
demostrar los conceptos teóricos de
densidades, gravedades específicas y su
interacción dependiente del fluido a tratar
además sus respectivas viscosidades
dinámicas y cinemáticas intrínseca del fluido
con su respectivo cálculo intrínseco después
de la toma de datos experimental en la
respectiva practica presencial llevada a cabo
en un laboratorio de termodinámica.
Objetivos
Determinar las densidades y gravedades
específicas de diferentes fluidos.
Determinar la viscosidad de varios
líquidos a presión atmosférica y
temperatura ambiente.
Observar el efecto del tamaño del
espacio entre dos placas planas en la
elevación por capilaridad
Materiales
Parte A. Medición de Densidad.
Hidrómetro.
Termómetro.
Fluidos (Agua, Alcohol, Aceite SAE 40,
EP 90).
Parte B. Medición de Viscosidad.
Esferas de Acero (Pequeña, Mediana,
Grande).
Fluidos (Aceite SAE 40, EP 90).
Cronómetro.
Procedimiento
Parte A. Medición de Densidad.
Para iniciar tomamos el valor de
temperatura del laboratorio, pues
dependiendo de ésta será el factor de
corrección que se tome.
Utilizando el hidrómetro tomamos las
medidas de densidad relativa,
sumergiéndolo una vez en cada fluido.
Parte B. Medición de Viscosidad.
Para determinar la viscosidad dinámica en
función de la velocidad, se deja caer tres
esferas de acero de diferentes diámetros,
cada una tres veces, en los dos fluidos.
Con el cronometro se toma el tiempo de
caída de cada una de ellas en una distancia
determinada de 0.175m, para luego sacar
un promedio de los tiempos y a su vez
calcular la velocidad promedio de caída.
Con estos datos hallamos la viscosidad
dinámica para luego calcular la viscosidad
cinemática en cada fluido.
Resultados
Parte A. Medición de densidad.
T(Ambiente) = 29.2 ± 0.1 [°C]
Resolución del hidrómetro (análogo) = 0.01
𝝆(𝑯𝟐𝑶) = 1000 [ 
 ]
S = Gravedad específica
pf3
pf4
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Laboratorio de Termofluidos

PAO – 2021 II

Propiedades de los fluidos

SALAS JOSUE, TIGRERO MARCELO,

VILLAROEL MARIA

Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción (FIMCP)

Escuela Superior Politécnica Del Litoral (ESPOL)

[email protected]

[email protected]

[email protected]

Resumen

En la presente práctica se procederá a

demostrar los conceptos teóricos de

densidades, gravedades específicas y su

interacción dependiente del fluido a tratar

además sus respectivas viscosidades

dinámicas y cinemáticas intrínseca del fluido

con su respectivo cálculo intrínseco después

de la toma de datos experimental en la

respectiva practica presencial llevada a cabo

en un laboratorio de termodinámica.

Objetivos

 Determinar las densidades y gravedades

específicas de diferentes fluidos.

 Determinar la viscosidad de varios

líquidos a presión atmosférica y

temperatura ambiente.

 Observar el efecto del tamaño del

espacio entre dos placas planas en la

elevación por capilaridad

Materiales

Parte A. Medición de Densidad.

 Hidrómetro.

 Termómetro.

 Fluidos (Agua, Alcohol, Aceite SAE 40,

EP 90).

Parte B. Medición de Viscosidad.

 Esferas de Acero (Pequeña, Mediana,

Grande).

 Fluidos (Aceite SAE 40, EP 90).

 Cronómetro.

Procedimiento

Parte A. Medición de Densidad.

 Para iniciar tomamos el valor de

temperatura del laboratorio, pues

dependiendo de ésta será el factor de

corrección que se tome.

 Utilizando el hidrómetro tomamos las

medidas de densidad relativa,

sumergiéndolo una vez en cada fluido.

Parte B. Medición de Viscosidad.

 Para determinar la viscosidad dinámica en

función de la velocidad, se deja caer tres

esferas de acero de diferentes diámetros,

cada una tres veces, en los dos fluidos.

 Con el cronometro se toma el tiempo de

caída de cada una de ellas en una distancia

determinada de 0.175m, para luego sacar

un promedio de los tiempos y a su vez

calcular la velocidad promedio de caída.

 Con estos datos hallamos la viscosidad

dinámica para luego calcular la viscosidad

cinemática en cada fluido.

Resultados

Parte A. Medición de densidad.

T

(Ambiente)

= 29.2 ± 0.1 [°C]

Resolución del hidrómetro (análogo) = 0.

𝝆 (𝑯𝟐𝑶)

= 1000 [

୩୥

୫ଷ

]

S = Gravedad específica

Cálculos de densidad:

Tabla 1: Datos (Parte A)

Para la obtención de densidad se hará uso de

la siguiente fórmula:

𝝆 = (s + f c

(𝑯𝟐𝑶)

Para esto es necesario obtener el factor de

corrección a 29.2 °C, para esto interpolamos.

P

1

P

2

= (29.2, X)

P 3 = (30, 2.9)

P

t, f =

(t, f)

𝒄

𝟐

𝟏

𝟑

𝟏

𝟐

𝟏

f c

Reemplazamos:

𝝆 = (s + f c

(𝑯𝟐𝑶)

𝝆 = 1002.724 [

୩୥

୫ଷ

]

Parte B - Medición de viscosidad

Diámetro de la esfera pequeña = 0.00159 [m]

Diámetro de la esfera mediana = 0.00238 [m]

Diámetro de la esfera grande = 0.003175 [m]

Resolución del cronómetro digital = 0.01 [s]

Aceleración de la gravedad = 9.8 [

𝑚

𝑠

2

]

Gravedad especifica del acero (s) = 7.

Tabla 2 Datos (Parte B)

Cálculo de tiempo promedio:

Para el tiempo promedio se hará uso de la

siguiente ecuación:

Aceite SAE 40, esfera pequeña

t promedio

=

𝒕

𝟏

ା 𝒕

𝟐

ା 𝒕

𝟑

𝟑

t

promedio

=

଺.ଶ଻ା ଺.ଵ଴ା ଺.ସ଴

t promedio

= 6.26 [s]

Tabla 3 Datos Parciales (ParteB)

Fluidos

t prom

[s]

(Esfera

Pequeña)

t prom

[s]

(Esfera

Pequeña)

t prom

[s]

(Esfera

Pequeña)

s

(adimensional)

Aceite

SAE 40

6.2566 2.8600 1.7167 0.

Aceite

EP 90

4.9533 2.4433 1.23 0.

Cálculo de viscosidad dinámica (n):

Aceite SAE 40, esfera pequeña

n =

𝟐𝒓

𝟐

𝒈(𝛒

𝒆𝒔𝒇𝒆𝒓𝒂

ି 𝛒

𝒍

)

𝟗𝒖

Donde u = velocidad promedio.

u =

𝒅𝒊𝒔𝒕𝒂𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒅𝒆 𝒄𝒂í𝒅𝒂 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒆𝒔𝒇𝒆𝒓𝒂

𝒕𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒑𝒓𝒐𝒎𝒆𝒅𝒊𝒐

u =

଴.ଵ଻ହ [௠]

଺.ଶହ଺଻ [௦]

u = 0.028 [m/s]

esfera

= densidad de la esfera de acero

esfera

= s(𝝆 (𝑯𝟐𝑶)

esfera

= 7.85(1000[

୩୥

])

esfera

= 7850 [

୩୥

]

Reemplazando:

n =

𝟐𝒓

𝟐

𝒈(𝛒

𝒆𝒔𝒇𝒆𝒓𝒂

ି 𝛒

𝒍

)

𝟗𝒖

n =

ଶ(

బ.బబభఱవ

[ ௠])

(ଽ.଼ [

]) (଻଼ହ଴ ቂ

ౡౝ

ି ଼ ଻ଶ .ଷଷ ቂ

ౡౝ

)

ଽ(଴.଴ଶ଼ )[

]

n = 0.3430 [

௞௚

௠∗௦

]

Líquido Lectura del

hidrómetro s

(Adimensional)

Agua 1.

Alcohol 0.

Aceite SAE 40 0.

Aceite EP 90 0.

Anexos

Ilustración 1. Termómetro

Ilustración 2. Hidrómetro

Ilustración 3. Toma de datos de densidad

Ilustración 4. Caída de esfera

Ilustración 5. Toma de datos viscosidad

Ilustración 6. Datos SAE 40

Ilustración 7. Datos EP 90