MECÁNICA DE FLUIDOS: cálculo de viscosidad por cilindros concéntricos

Javier Carpintero

26 Feb 201804:48

Summary

TLDREn 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.

Outlines

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🔬 Medición de Viscosidad de Fluidos

El vídeo explica cómo medir la viscosidad de un fluido utilizando un dispositivo de dos cilindros concéntricos. El cilindro interior tiene un diámetro de 15 cm y gira a 200 rpm. El cilindro exterior tiene un diámetro de 75 cm y la distancia entre ambos es de 0.12 cm. El torque se mide en 0.8 newton metro. Para calcular la viscosidad, se usa la fórmula que divide el torque por la distancia entre los cilindros, multiplicado por 4 y dividido por el cuadrado de la velocidad angular (3.33 rpm) y por la longitud del cilindro (0.75 m). La viscosidad se calcula como 0.023 newton metros cuadrados por segundo cuadrado, lo que equivale a 0.023 pascal segundo.

Mindmap

Keywords

💡Viscosidad

La viscosidad es una propiedad de un fluido que determina su resistencia al flujo. En el vídeo, se mide la viscosidad de un fluido utilizando un dispositivo de dos cilindros concéntricos, mostrando cómo esta propiedad es fundamental para entender el comportamiento del fluido en movimiento.

💡Cilindros concéntricos

Los cilindros concéntricos son una disposición de dos cilindros, uno dentro del otro, que se utilizan en el experimento para medir la viscosidad. El vídeo describe cómo se construyen y se utilizan para generar datos sobre la viscosidad del fluido.

💡Diámetro

El diámetro es la distancia entre los bordes opuestos de una circunferencia. En el contexto del vídeo, el diámetro del cilindro interior es relevante para calcular la distancia entre los cilindros y, por tanto, la viscosidad del fluido.

💡Distancia entre los cilindros

La distancia entre los cilindros es crítica para la medición de viscosidad, ya que es el espacio a través del cual el fluido se mueve cuando el cilindro interior gira. El vídeo menciona que esta distancia es de 0.12 centímetros.

💡RPM

Las RPM (revoluciones por minuto) son una medida de la velocidad de rotación. En el vídeo, el cilindro interior gira a 200 RPM, lo que es crucial para calcular el torque y, por ende, la viscosidad del fluido.

💡Torque

El torque es una medida de la fuerza de rotación y se mide en newtons metro. En el vídeo, el torque se menciona como 0.8 newtons metro, siendo un dato clave para determinar la viscosidad del fluido.

💡Revoluciones por segundo

Para calcular la viscosidad, es necesario convertir las RPM en revoluciones por segundo. El vídeo demuestra cómo se hace esta conversión dividiendo las RPM por 60.

💡Radio de giro

El radio de giro es la distancia desde el eje de rotación hasta la periferia del cilindro giratorio. En el vídeo, se calcula como la mitad del diámetro del cilindro interior, siendo esencial para la ecuación de viscosidad.

💡Velocidad angular

La velocidad angular es la velocidad a la que un objeto gira alrededor de un eje. En el vídeo, se relaciona con las RPM y se utiliza para calcular la viscosidad del fluido.

💡Pascal

El pascal es la unidad de medida de la presión y se utiliza para expresar la viscosidad dinámica del fluido. Al final del vídeo, se menciona que la viscosidad medida es de 0.023 pascal-segundos.

Highlights

Viscosidad del fluido medida con un disco cimiento de dos cilindros concéntricos.

Longitud de los cilindros concéntricos es de 75 centímetros.

Diámetro exterior del cilindro interior es de 15 centímetros.

Distancia entre los cilindros es de 0.12 centímetros.

Cilindro interior girado a 200 rpm.

Torque medido en 0.8 newtons metro.

Fórmula de viscosidad basada en el producto del torque y la distancia entre cilindros.

Longitud de los cilindros convertida a metros es 0.75 metros.

Diámetro interior del cilindro convertido a metros es 0.15 metros.

Distancia entre los cilindros convertida a metros es 0.00 12 metros.

RPM convertidos a revoluciones por segundo son aproximadamente 3.33.

Radio de giro del cilindro interior es 0.075 metros.

Fórmula de viscosidad incluye el radio al cuadrado y las RPM.

Resultado de la viscosidad del fluido es 0.0223 newton metros cuadrados por segundo sobre metro cuadrado.

Resultado expresado en pascals es 0.0223 pascal-segundos.

Importancia de manejar correctamente las unidades en la medición de viscosidad.

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