REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LADEFENSA UNIVERSIDAD NACIONALEXPERIMENTAL DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL NCLEO FALCN EXTENSIN PUNTO FIJO PROFESORES: Ing Jos Alexander Colina ASIGNATURA: Fenmenos de Transporte

ACTIVIDADES PROPUESTAS: LEY DE VISCOSIDAD DE NEWTON 1.Uncuerpoquepesa90Lbfyquetieneunasuperficieplanae2ft2,seresbalasobreunplano lubricado,elcualformaunngulode30conlahorizontal.Paraunaviscosidadde1Poisey una velocidad del cuerpo de 3 ft/seg. Determine el espesor de la pelcula lubricante. 2.Un bloque de 1KN de peso y 200 mm de lado se desliza hacia abajo en un plano inclinado (20 conrespectoalahorizontal)sobreunapelculadeaceiteconunespesorde0.0050mm.Sise utilizaunperfillinealdevelocidadesenelaceite.CuleslavelocidadTerminaldelbloque? La viscosidad del aceite es 7*10-2 poise. 3.Un cilindro de acero de 25 mm de dimetro y 300 mm de longitud cae debido a su propio peso, a una tasa uniforme de 0.1 m/seg. dentro de un tubo con un dimetro ligeramente mayor. Entre el cilindro y el tubo hay una pelcula de aceite (viscosidad = 0.28 Pa*seg) de espesor constante. Determinar la luz entre el tubo y el cilindro. La densidad relativa del acero es 7.85. 4.Un cubo de 12 Kg se desliza hacia abajo a lo largo de un plano inclinado que forma un ngulo de30conrespectoalahorizontal.Unapelculadefluidode0.10mmdeespesorseparael slidoy la superficie.La viscosidad delfluido es 0.04 Pa*seg. Suponiendo que la distribucin develocidadenlapelculaeslineal,determinarlavelocidadTerminaldelbloque.Elreadel cubo en contacto con la pelcula es 0.25 m2. 5.Ladistribucindevelocidadparaelflujodeunfluidonewtonianoentredosplacasparalelas anchas (ver figura), esta dad por la ecuacin:

(((

|.|

\| =2hy123v Dondeveslavelocidadmedia.Laviscosidaddelfluidoesde0.04Lb*seg/ft2.Cuandov=2 ft/seg y h = 0.2 in, determinar: a) El esfuerzo cortante que acta sobre la pared inferior y b) El esfuerzo cortante que acta sobre un plano paralelo a las paredes y que pasa por la lnea central (plano central). h h y 6.RESUELVE ESTE CASO 7.Culserialaalturadelaatmsferasifueraincompresible?Utilicelascondicionesestndar para determinar la densidad del aire. 8.Clasifiquequtipodefluidosetienecuando,sometidoadiferentestasasdedeformacin,se obtienenexperimentalmentelossiguientesesfuerzoscortantes.Todoslosexperimentosse realizan a temperatura constante: Sustancia Adu/dy (s-1)0135 t (lbf/pie2)15203040 B du/dy (s-1)034654 t (lbf/pie2)246864 Cdu/dy (s-1)00,51,11,8 t (lbf/pie2)0246 D du/dy (s-1)00,30,60,91,2 t (lbf/pie2)02468 9.Unespaciode2,5cmdeanchoentredossuperficiesplanasdegransuperficieestllenode glicerina a 20 C ( = 1,494 Pa s). Qu fuerza se necesita para halar, a una velocidad de 0,15 m / s, una placa de espesor despreciable y 0,5 m2 de rea ubicada a una distancia equidistante de las dos superficies? Cul sera la fuerza necesaria si la placa se ubicase a 1,0 cm de una de las superficies? Presin PA Presin PB Fluido B Densidad A Fluido A Fluido B Densidad A Zm Rm Paramedirlacadadepresinatravsdeuna placa orificio, se utiliza un manmetro del tipo que semuestraenlafigura.ElliquidoAes mercurio(densidad13590Kg/m3)yelfluidoB quecirculaatravsdelorificioyllenapartedel manmetro,essalmuera(densidad1260Kg/m3). Cuandolaspresionesenlastomassoniguales,el nivel del mercurio en el manmetro esta 0.9 m por debajodelastomasdelorificio.Bajolas condicionesdeoperacin,lapresinmanomtrica en la tomacorriente de entrada, es de 0.14 bar, y la delatomacorrientealasalidaesde250mmHg pordebajodelaatmosfrica.Culeslalectura del manmetro en milmetros? 10. Lossiguientesdatosexperimentalesdeesfuerzoscortantesvs.tasadedeformacinfueron obtenidos para una solucin acuosa de un polmero de sulfato de celulosa sdica al 6% en peso, a una temperatura de 24,5 C: du/dy(s-1)t (Pa)du/dy (s-1) t (Pa) 0,235,5 5,8 52 0,297,07,257 0,368,59,163 0,4611,011,569 0,5813,014,574 0,7215,018,080 0,9117,523,085 1,1520,529,092 1,4524,036100 1,8027,546108 2,3031,558113 2,9036,072120 3,604191130 4,6046 (a) Grafique la viscosidad del fluido en funcin de la tasa de deformacin. (b) Existe un rango de tasas de deformacin para el cual el fluido pueda considerarse newtoniano? (c)Existeunrangoenelqueelfluidosecomportesegnelmodelodelapotencia?.Siesas, determine las constantes del modelo. (d) Si el fluido es utilizado en un proceso en el que la tasa de deformacin es de 5000 s-1, estime la viscosidad aparente a dicha condicin. Cree Ud. que el valor calculado es confiable? 11. Cuandounautomvilfrenasobrepavimentomojado,loscauchospuedenmomentneamente deslizar sobre una pelcula delgada de agua. Si los cauchos estn lisos, el movimiento del agua entre los cauchosy el suelo puede aproximarse al del flujo entre dos placas infinitas paralelas, cuandolaplacasuperiorsemueveavelocidadconstante.Sielreaefectivadecontactoentre los cauchos y el pavimento es 1500 cm2 y el espesor de la pelcula de agua es 0,02 mm, exprese lafuerzadearrastrequeejercelapelculadeaguasobreelautomvilenfuncindesu velocidad. Considerando que, durante el proceso de frenado, la nica fuerza que acta sobre el automvil es la ejercida por la pelcula de agua y suponiendo que la relacin fuerza de arrastre-velocidadeslamismaansilavelocidadcambia,calculeeltiempoqueserequerirapara desacelerar un automvil de 1000 kg desde 100 hasta 10 km/hr si se mantuviese la pelcula de aguaentreloscauchosyelpavimento.Determineademsladistanciarecorrida.Utilice1cp como viscosidad del agua. 12. Un disco de 10 cm de radio y 5 cm de espesor descansa sobre una pelcula de 1 mm de espesor de un fluido tipo Bingham, la cual est extendida sobre un plano inclinado (ver figura). El disco est hecho de un material con densidad de 2000 kg/m3. El esfuerzo de cedencia del fluido es de t0 = 600 Pa y su viscosidad es = 80 mPa s. (a)Determine el mximo valor del ngulo de inclinacin (umax) para que el disco no deslice. (b) Si u = 2 umax , determine la velocidad lmite a la que se mueve el disco sobre el plano. El perfil de velocidades en la capa de fluido entre el disco y el plano puede considerarse lineal, una vez que se establece el movimiento. 13. Un mtodo experimental para determinar la viscosidad de fluidos newtonianos consiste en dejar caer un cilindro slido concntricamente en el interior de un cilindro graduado que se encuentra lleno de fluido. El cilindro slido alcanza una velocidad lmite de cada (v0) y, por tener ambos cilindros dimetros muy similares, el espacio entre ellos se puede aproximar a un espacio entre dosplacasplanasparalelas(verfigura).Ladistribucindepresionesenelfluidopuede considerarseigualalaqueexisteencondicionesestticas.Enunfluidocuyadensidadesde 1700kg/m3sedejacaeruncilindrode700g.Sehadeterminadoqueelcilindrocaeuna distancia de 40 cm en un tiempo de 2 s. Determine la viscosidad del fluido. u (