Diferencia entre viscosidad cinemática y dinámica

La viscosidad de un fluido es una medida de su resistencia a la deformación a cierta velocidad. Corresponde a la noción informal de “espesor” en líquidos. Por ejemplo, el jarabe tiene una viscosidad más alta que el agua.

La viscosidad mide la fuerza de fricción interna entre capas vecinas de fluido en movimiento relativo. Cuando se fuerza un fluido viscoso dentro de un tubo, fluye más rápido hacia el eje que hacia las paredes. Los experimentos han demostrado que mantener el flujo requiere una fuente de estrés (como una diferencia de presión entre los dos extremos del tubo). Esto se debe a que se requiere una fuerza para vencer la fricción entre las capas de fluido que están en movimiento relativo. La fuerza de compensación en un tubo con un caudal constante es proporcional a la viscosidad del fluido.

¿Qué es la Viscosidad Cinemática?

La viscosidad cinemática es una medida de la resistencia interna de un fluido cuando se somete a las fuerzas gravitatorias de un planeta. Para la medición, el capilar dentro de un viscosímetro calibrado se mantiene a una temperatura constante. Una cantidad fija de fluido debe fluir sobre una distancia conocida en un tiempo fijo para estimar la viscosidad cinemática en las condiciones dadas. Los resultados de esta prueba solo son válidos en circunstancias particulares, como la temperatura.

La viscosidad cinemática se utiliza para expresar tanto la inercia como la fuerza viscosa. La viscosidad cinemática se denota con la letra “ν”. La viscosidad cinemática se puede calcular multiplicando la viscosidad dinámica por la densidad. En términos de dependencia de la densidad, la viscosidad cinemática está determinada por la densidad del fluido. En cinemática, la viscosidad también se conoce como difusividad de momento, y generalmente se usa para referirse a la viscosidad cinemática. La viscosidad cinemática se usa cuando están presentes fuerzas de inercia y de viscosidad. El m ² /s es la unidad estándar para la viscosidad cinemática.

Fórmula para la viscosidad cinemática

ν = μ/ρ

Dónde, 

ν = viscosidad cinemática

μ = viscosidad dinámica

ρ = densidad

¿Qué es la Viscosidad Dinámica?

La viscosidad dinámica es la resistencia que ocurre cuando una capa de fluido fluye a través de otra capa de fluido. Es proporcional a la densidad de un fluido. Cuanto mayor sea la viscosidad de un fluido, mayor será su densidad y espesor. Las fluctuaciones de temperatura tienen un impacto en la viscosidad. A medida que aumenta la temperatura, la viscosidad tiende a disminuir rápidamente. La otra temperatura en el estado de gas que controla la viscosidad dinámica tiende a aumentar a medida que aumenta la temperatura.

La fuerza viscosa del fluido está representada por su viscosidad dinámica. El símbolo “η” se utiliza para denotar viscosidad dinámica. En los cálculos de viscosidad dinámica, se utiliza la relación entre el esfuerzo cortante y la deformación cortante. No se ve afectado por la presencia de viscosidad dinámica. La viscosidad dinámica también se conoce como viscosidad absoluta. Cuando la fuerza de la viscosidad es la única que importa, se utiliza la viscosidad dinámica. Ns/m ² es la unidad de viscosidad dinámica.

Fórmula para la viscosidad dinámica

η = τ/γ

Dónde,

η = Viscosidad Dinámica

τ = Esfuerzo cortante

γ= Velocidad de corte

Diferencia entre viscosidad cinemática y dinámica

	Viscosidad cinemática	Viscosidad dinámica
1.	La inercia y la fuerza viscosa están representadas por la viscosidad cinemática.	La fuerza viscosa del fluido está representada por la viscosidad dinámica.
2.	Su símbolo es v.	Su símbolo es η.
3.	Es la relación entre la viscosidad dinámica y la densidad.	Es la relación entre el esfuerzo cortante y la deformación cortante.
4.	La densidad de viscosidad cinemática es dependiente.	La densidad de viscosidad dinámica es independiente.
5.	La viscosidad cinemática es una propiedad fundamental.	La viscosidad dinámica es una propiedad derivada.
6.	La unidad es m 2 /s.	La unidad es Ns/m 2 .
7.	También se le llama difusividad del impulso.	También se le llama viscosidad absoluta.

Problemas de muestra

Problema 1: Un fluido con una viscosidad absoluta de 0,98 Ns/m ² y una viscosidad cinemática de 3 m ² /s. ¿Cómo se puede calcular la densidad de un fluido?

Solución:

Dado,

ν = 3 m ² /s

μ = 0,098 Ns/ ^m2

Usando la fórmula de viscosidad cinemática,

ν= μ/ρ

Sustituyendo valores en la ecuación,

ρ = ν/μ 

   = 3/0,98

   = 3,0612 kg/m ³

Entonces, la densidad del fluido es 3.0612 kg/m ³ .

Problema 2: Calcular la densidad de un fluido con una viscosidad cinemática de 2 m ² /sy una viscosidad absoluta de 0,89 Ns/m ² .

Solución:

Dado,

ν = 2 m ² /s

µ = 0,89 Ns/ ^m2

Usando la fórmula cinemática,

ν = μ/ρ

Sustituyendo valores en la ecuación,

ρ = ν/μ 

   = 2/0,89

   = 0,445 kg/m ³

Entonces, la densidad de un fluido es 0.445 kg/m ³ .

Problema 3: Con una velocidad de corte de 0,35 s ^-1 y una viscosidad dinámica de 0,018 Pa s, ¿qué presión es necesaria para mover un plano de fluido?

Solución:

Dado,

Tasa de corte γ = 0,35 s ^-1

viscosidad dinámica η = 0,018 Pa·s

Usando la fórmula de viscosidad dinámica,

η = τ /γ

Sustituyendo valores en la ecuación dada,

  τ = η×γ

   = (0,018 × 0,35)

   = 0,0063 Pa

Entonces, la presión requerida es 0.0063 Pa

Problema 4: Con una velocidad de corte de 0,35 s ^-1 y una viscosidad dinámica de 0,018 Pa s, ¿qué presión es necesaria para mover un plano de fluido?

• Agua: 1 Pa·s
• Aire: 0,018 Pa·s
• Mercurio: 1.526 Pa·s

Solución:

Dado,

Esfuerzo cortante τ = 0,76 N/m ²

Velocidad de corte γ = 0,5 s- ¹ 

Usando la fórmula de viscosidad dinámica,

η = τ /γ

   = 0,76/0,5

   = 1,52 Pa·s

Por tanto, el fluido corresponde a 1,52 Pa s.

Pregunta 5: Cuando un fluido con una gravedad específica constante se transfiere a un planeta con una aceleración debida a la gravedad tres veces mayor que la Tierra, ¿qué variación en la viscosidad cinemática podemos observar?

Responder:

La viscosidad cinemática está influenciada tanto por la densidad como por la viscosidad dinámica. La densidad y la viscosidad dinámica no se ven afectadas por la aceleración gravitatoria. Como resultado, la aceleración de la gravedad no tiene efecto sobre la viscosidad cinemática.