INFLUENCIA DE LA PRESIÓN Y LA TEMPERATURA SOBRE LA VISCOSIDAD

“AÑO DE LA CONSOLIDACIÓN ECONÓMICA Y SOCIAL DEL PERU PERU““

UNIVERSIDAD NACIONAL

SAN LUIS GONZAGA DE ICA

Influencia de la Presión y la Temperatura sobre la viscosidad CURSO

: FENOMENO DE TRANSPORTE

INTEGRANTE

:

VALLES MEZA, LUIS JONATHAN

CATEDRATICO

:

Ma Mag. ROSALIO CUSI PALOMINO

CICLO

:V

ICAICA-2010

INTRUDUCCION

La viscosidad también depende de la temperatura, el aceite de motor, por ejemplo, es mucho menos viscoso a temperaturas elevadas que cuando el motor esta frío, o durante el invierno.

La viscosidad de un líquido puro varia, en su mayor parte, acorde con la temperatura. La presión tiene un efecto pequeño (muy inferior al de la temperatura) sobre la viscosidad de un gas y el efecto de presión en un liquido es extremadamente pequeño.

INFLUENCIA DE LA PRESIÓN Y LA TEMPERATURA SOBRE LA VISCOSIDAD INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA: a) Gases Todas las moléculas de un gas están en un continuo movimiento aleatorio. Cuando hay un movimiento en bloque debido a un flujo, dicho movimiento se superpone a los movimientos aleatorios y luego se distribuye por todos el fluido mediante colisiones moleculares. Los análisis basados en la teoría cinética predicen:

m aT1/2 (11) La predicción de la teoría cinética concuerda perfectamente con las tendencias experimentales, aunque debe determinarse la constante de proporcionalidad y uno o más factores de corrección; esto limita la aplicación práctica de esta sencilla ecuación. Si se dispone de dos o más puntos experimentales, los datos deben correlacionarse mediante la correlación empírica de Sutherland

m = b·T1/2 / (1 + S/T) (12) Las constantes b y S pueden determinarse simple escribiendo

m = b·T3/2 / (S + T) (13) ó

T3/2 / m = T/b + S/b (14) b) Líquidos No es posible estimar teóricamente las viscosidades para líquidos con exactitud. El fenómeno de la transferencia de momento por medio de colisiones moleculares parece oscurecerse en líquidos por efecto de los campos de fuerza que interactúan entre las moléculas líquidas apiñadas y muy cercanas unas a otras.

Las viscosidades de líquidos son afectadas drásticamente por la temperatura. Esta dependencia de la temperatura absoluta se representa bien mediante la ecuación empírica:

m = A·exp(B/T) (15) El efecto de la temperatura sobre la viscosidad de un líquido es notablemente diferente del efecto sobre un gas; mientras en este último caso el coeficiente aumenta con la temperatura, las viscosidades de los líquidos disminuyen invariablemente de manera marcada al elevarse la temperatura. Se han propuesto numerosas ecuaciones que relacionan viscosidad y temperatura como por ejemplo: ࡮ િ = ࡭ࢋࡾࢀ

Donde A y B son constantes para el liquido dado; se deduce que el diagrama de log ( ) frente a 1/T seta una línea recta. Se pensó en otro tiempo que la variación de la fluidez con la temperatura resultaría más fundamental que la del coeficiente de viscosidad; pero el uso de una expresión exponencial hace que la opción carezca de importancia. Para temperaturas elevadas, la viscosidad de los líquidos es muy pequeña; para un valor de temperatura tendiendo a infinito, se corresponde con un valor cero de la viscosidad. La ecuación que liga la temperatura con la viscosidad es de la forma:

࢒࢕ࢍ Siendo િ૙ , C y

T0

િ࢚

િ૙

ࢉ ࡯ ࢀିࢀ = → િ࢚ = િ૙ ૚૙ ૙ ࢀ − ࢀ૙

valores característicos para cada líquido.

INFLUENCIA DE LA PRESIÓN EN LA VISCOSIDAD a) Gases La viscosidad de los gases es esencialmente independiente de la presión entre unos cuantos centésimos de una atmósfera y unas cuantas atmósferas. Sin embargo, la viscosidad a altas presiones aumenta con la presión (o densidad) b) Líquidos Las viscosidades de la mayoría de los líquidos no son afectadas por presiones moderadas pero se han encontrado grandes incrementos a presiones sumamente elevadas. Por ejemplo la viscosidad del agua a 10.000 atm es el doble que a 1 atm. Compuestos de mayor complejidad muestran un aumento en la viscosidad de varios órdenes de magnitud sobre el mismo intervalo de temperatura. Para líquidos, la variación de la viscosidad con la presión viene dada por: િ࢖

= િ૙ ࢇ࢖

Con n0 y a parámetros característicos para cada líquido. Para los gases, la ley de dependencia entre la viscosidad y la temperatura se puede expresar bastante bien por la formula de Sutherland, de la forma:

݊ ் = ݊଴

ቀ1 +

‫ ܥ‬ට ܶ ቁ 273 273 ‫ܥ‬ 1+ ܶ

η

η

Líquidos

gas T

T

Influencia de la presión y la temperatura en la viscosidad

En la que los valores de n0 y C vienen dados en la Tabla I y sirven para valores de T comprendidos entre 100°K y 1500°K. Por lo que respecta a las presiones, la viscosidad depende de ellas según la expresión:

ߟ௉ = ߟ଴ (1 + ߚ௉ ) EJEMPLOS:
Conociéndose pocas experiencias que permitan calcular b. Algunos valores de b son: Para el CO 2 a 25ºC... b = 7470.10-6 Para el benzol a 20ºC b = 930.10-6 Para el agua.............. b = 17.10-6

Se observa que cuando la temperatura del fluido aumenta, la influencia de la presión disminuye.


Se muestra una guía aproximada del rango de viscosidades para diversos materiales a temperatura ambiente y presión atmosférica. Líquido Vidrio fundido(500ºC) Bitumen Polímeros fundidos Jarabes Miel líquida Glicerol Aceite de oliva Agua Aire

Viscosidad aproximada (Pa(Pa-s) 12 10 108 103 102 101 10-1 10-2 10-3 10-5