MECÁNICA DE FLUIDOS: cálculo de viscosidad por cilindros concéntricos

Summary

En este vídeo se explica cómo medir la viscosidad de un fluido utilizando un cilindro cilíndrico de dos cilindros concéntricos. El interior gira a 200 rpm y el torque es de 0.8 Nm. Se usa la fórmula de viscosidad donde se divide el torque por la distancia entre los cilindros, multiplicado por el radio al cuadrado y la velocidad angular, dividido por la longitud del cilindro. El resultado es 0.023 N·s/m², equivalente a 0.023 Pa·s.

Takeaways

• 🔍 La viscosidad de un fluido se mide con un dispositivo de dos cilindros concéntricos.
• 📏 Los cilindros miden 75 cm de largo, con un diámetro exterior del cilindro interior de 15 cm y una distancia entre ellos de 0.12 cm.
• 🔄 El cilindro interior gira a 200 rpm (revoluciones por minuto).
• ⚙️ El torque (momento de torsión) se mide en 0.8 newton metro.
• 📐 Se usa la fórmula de viscosidad donde se divide el torque por la distancia entre los cilindros, multiplicado por la longitud de los cilindros y dividido por el radio al cuadrado y la velocidad angular.
• 📉 La longitud de los cilindros en metros es 0.75 m, el diámetro interior en metros es 0.15 m y la distancia entre los cilindros en metros es 0.0012 m.
• 🔢 Las rpm se transforman en revoluciones por segundo dividiendo por 60 (200 rpm / 60 s = 3.33 rpm/s).
• 📐 El radio de giro del cilindro interior es la mitad del diámetro, es decir, 0.075 m.
• 🧮 Se reemplazan los valores en la fórmula y se calcula la viscosidad del fluido.
• 📉 El resultado de la viscosidad es 0.023 newton metros cuadrados por segundo cuadrado (Pa·s).

Q & A

¿Qué es la viscosidad y cómo se mide?

La viscosidad es una propiedad de un fluido que resistencia a la fluir y se mide con un dispositivo conocido como viscosímetro de cilindros concéntricos, donde se miden el torque y la velocidad angular para calcularla.

¿Cuál es la longitud de los cilindros concéntricos utilizados en el experimento?

La longitud de los cilindros concéntricos es de 75 centímetros, que se convierte en 0.75 metros.

¿Cuál es el diámetro exterior del cilindro interior y cómo se convierte a metros?

El diámetro exterior del cilindro interior es de 15 centímetros, que se convierte en 0.15 metros.

¿Cuál es la distancia entre los cilindros en centímetros y cómo se convierte a metros?

La distancia entre los cilindros es de 0.12 centímetros, que se convierte en 0.00120 metros.

¿Cuál es la velocidad de giro del cilindro interior en RPM y cómo se convierte a revoluciones por segundo?

La velocidad de giro del cilindro interior es de 200 RPM, que se convierte en aproximadamente 3.33 revoluciones por segundo.

¿Cuál es el torque medido en el experimento y cómo se mide?

El torque medido en el experimento es de 0.8 newton-metros.

¿Cómo se calcula la viscosidad del fluido utilizando los datos del experimento?

La viscosidad del fluido se calcula dividiendo el torque multiplicado por la distancia entre los cilindros entre el producto de 4, el radio al cuadrado y las RPM convertidas a revoluciones por segundo, multiplicado por la longitud de los cilindros.

¿Cuál es el radio de giro utilizado en el cálculo de viscosidad?

El radio de giro es la mitad del diámetro del cilindro interior, que es de 0.075 metros.

¿Cuál es la relación entre las revoluciones por minuto (RPM) y las revoluciones por segundo?

Para convertir RPM a revoluciones por segundo, se divide el número de RPM por 60, ya que hay 60 segundos en un minuto.

¿Cuál es la viscosidad del fluido en pascal-segundos?

La viscosidad del fluido se calcula como 0.0233 newton-metros cuadrados por metros a la 4 por segundo, que se traduce como 0.0233 pascal-segundos.

¿Qué significa el resultado de viscosidad en pascal-segundos?

Un resultado de viscosidad en pascal-segundos indica la resistencia del fluido a la deformación cuando está en movimiento, siendo un pascal una unidad de medida de presión o tensión.