Question

La gasolina tiene una viscosidad de 0.00052 Pa.s a 28°C, entre dos placas paralelas separadas 0.042 pulgadas y con una velocidad relativa de 23 ft/s. Calcule el esfuerzo cortante al que es sometido.
Me pueden ayudar en esta pregunta....

Answer 1

El esfuerzo de corte (ζ) se calculo como sigue:

ζ=F/A Donde (F) es la fuerza paralela al área (A), a diferencia de la presión donde F es ortogonal al área.

Cuando el esfuerzo de corte actúa sobre un fluido, como la gasolina, se puede usar la siguiente fórmula:

ζ=μ*(ΔV/ΔΖ)

• ΔV es la diferencia de velocidad entre la superficie de una placa (V=0) y el espacio central del fluido (V=max). Pero conviene trabajar con la velocidadd promedio que en este caso es 23 ft/s.

• ΔΖ es la distancia entre las placas.

• μ es la viscosidad del fluido. Nota que si la viscosidad es alta, entonces el esfuerzo será mayor.

1 Pa s = 1 (N/m²) s

0.042 " = 3.5 ft

ζ=μ*(ΔV/ΔΖ) = 0.00052(N/m²) s * (23 (ft/s) / 3.5 ft) = 0.0034 N/m²

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Answer 2

El valor del esfuerzo cortante al que es sometido el fluido es : τ = 3.417 Pa

 El esfuerzo cortante τ es la componente de la fuerza tangente, es decir el valor límite de la fuerza por unidad de área a medida que el área se reduce a un punto τ =F/A ; siendo la fuerza F directamente proporcional al área A y a la velocidad V e inversamente proporcional al espesor t y su ecuación en forma diferencial es: τ = μ*dV/dt , en la cual μ es la viscosidad del fluido, relación entre el esfuerzo cortante y la rapidez de deformación angular para el flujo unidimensional de un fluido.

Primero se procede a escribir los datos proporcionados, luego se transforman las unidades necesarias y por último se aplica la fórmula correspondiente, de la siguiente manera:

μ = 0.00052 Pa*seg

espesor= t = 0.042 pulgadas*2.54 cm/ 1 pulg* 1m/100cm = 0.0010668 m

V= 23 ft/seg* 0.3048m/1ft= 7.0104 m/seg

Esfuerzo cortante= τ =?

 

 Aplicando la fórmula del esfuerzo cortante τ , resulta:

               τ = μ*dV/dt

               τ =  0.00052 Pa*seg* 7.0104 m/seg/ 0.0010668 m

              τ = 3.417 N/m²

               τ = 3.417 Pa