Dinamica De Fluidos Viscosidad.docx

1. Considere la siguiente mezcla gaseosa: Número

Nombre

Fórmula

M (g/mol)

Fracción mol

1 2 3 4 5 6 7

Oxígeno Monóxido de carbono Cloroformo n-Butanol Tolueno Silano Freón-22

O2 CO CHCl3 C4H9OH C6H5CH3 SiH4 CHClF2

32 28 119.5 69 92 32 86.5

0.1 0.05 0.2 0.05 0.3 0.15 0.15

Calcule: 1) La viscosidad de cada compuesto puro a 1 atm y 300 atm y a 120°C, 200°C y 300°C usando el principio de los estados correspondientes. 2) La viscosidad de cada compuesto puro a 1 atm y a 120°C, 200°C y 300°C usando la teoría cinética de los gases (Chapman-Enskog). 3) La viscosidad de la mezcla gaseosa a 1 atm y 300 atm y a 120°C, 200°C y 300°C usando el principio de los estados correspondientes (con propiedades pseudocríticas). 4) La viscosidad de la mezcla a 1 atm y a 120°C, 200°C y 300°C usando la ecuación de Wilke. 1) 

1 atm y 120°C O2 CO CHCl3 C4H9OH C6H5CH3 SiH4 CHClF2



2.46E-05 1.96E-05 2.96E-05 2.31E-05 2.47E-05 2.15E-05 2.96E-05

1 atm y 200°C O2 CO CHCl3 C4H9OH C6H5CH3 SiH4 CHClF2

2.82E-05 2.40E-05 1.47E-05 9.93E-06 1.01E-05 1.36E-05 1.87E-05



1 atm y 300°C O2 CO CHCl3 C4H9OH C6H5CH3 SiH4 CHClF2



300 atm y 120°C

O2 CO CHCl3 C4H9OH C6H5CH3 SiH4 CHClF2 

M criticas 0.000250732 0.000191179 0.000421665 0.000282401 0.000300633 0.000226763 0.000358682

T reducida 2.54301423 2.958239278 0.732941834 0.698250599 0.664329165 1.457730812 1.065447154

P reducida 6.160164271 8.695652174 5.555555556 7.004436143 7.414730598 6.25 6.105006105

M reducida 1.3 1.6 6.5 1.15 1.2 2.1 3.5

𝜇 0.000325952 0.000305886 0.002740821 0.000324761 0.000360759 0.000476203 0.001255386

300 atm y 200°C (mismo orden)

O2 CO CHCl3 C4H9OH C6H5CH3 SiH4 CHClF2 

3.22475E-05 2.84037E-05 1.77592E-05 1.18502E-05 0.001388191 0.001405742 0.002463694

T reducida 3.060478655 3.560195636 0.882084265 0.840333896 0.79950997 1.754356693 1.282249322

P reducida 6.160164271 8.695652174 5.555555556 7.004436143 7.414730598 6.25 6.105006105

M reducida 1.7 1.7 6.4 1.8 2.2 1.7 3.5

𝜇 0.000426245 0.000325004 0.002698654 0.000508322 0.000661392 0.000385498 0.001255386

P reducida 6.160164271 8.695652174 5.555555556 7.004436143 7.414730598 6.25 6.105006105

M reducida 1.7 1.8 3.5 4 4.8 1.5 2

𝜇 0.000426245 0.000344121 0.001475826 0.001129603 0.001443037 0.000340145 0.000717363

300 atm y 300°C

O2 CO CHCl3 C4H9OH C6H5CH3 SiH4 CHClF2

T reducida 3.707309185 4.312641084 1.068512304 1.017938016 0.968485975 2.125139043 1.553252033

2) 

O2 a 120°C

120+273.15 106.7

= 3.68 = 𝑇 ∗

Ω𝜇 =

3.68−3.6 (. 9864 3.7−3.6

− .9927) + .9927 = .9876

𝜎 = 3.467

√(32)(393.15)

𝜇 = 2.6693𝑒 − 6 (3.467)2 (.98766) = 𝟐. 𝟓𝟏𝒆 − 𝟓 

O2 a 200°C

200+273.15 106.7

= 4.43 = 𝑇 ∗ Ω𝜇 =

4.43−4.4 (. 9448 − 4.5−4.4

.9493) + .9493 = .94795

𝜎 = 3.467

√(32)(473.15)

𝜇 = 2.6693𝑒 − 6 (3.467)2 (.94795) = 𝟐. 𝟖𝟖𝒆 − 𝟓 

O2 a 300°C

300+273.15 106.7

= 5.37 = 𝑇 ∗ Ω𝜇 =

5.37−5.0 (. 8948 − 6.0−5.0

.9252) + .9252 = .9139

𝜎 = 3.467

√(32)(573.15)

𝜇 = 2.6693𝑒 − 6 (3.467)2 (.9139) = 𝟑. 𝟐𝟗𝒆 − 𝟓 

CO a 120°C 120+273.15 91.7

= 4.28 = 𝑇 ∗ Ω𝜇 =

4.28−4.2 (. 9539 4.3−4.2

− .9587) + .9587 = .9548

𝜎 = 3.69

√(28)(393.15)

𝜇 = 2.6693𝑒 − 6 (3.69)2 (.9548) = 𝟐. 𝟏𝟓𝒆 − 𝟓 

CO a 200°C 200+273.15 91.7

= 5.16 = 𝑇 ∗

Ω𝜇 =

5.16−5.0 (. 8948 − 6.0−5.0

.9252) + .9252 = .9203

𝜎 = 3.69

√(28)(473.15)

𝜇 = 2.6693𝑒 − 6 (3.69)2 (.9203) = 𝟐. 𝟒𝟓𝒆 − 𝟓 

CO a 300°C 300+273.15 91.7

= 6.25 = 𝑇 ∗

𝜇 = 2.6693𝑒 − 6 

√(28)(573.15) (3.69)2 (.889)

6.25−6.0 (. 8719 − 7.0−6.0

.8948) + .8948 = .889

𝜎 = 3.69

= 𝟐. 𝟕𝟗𝒆 − 𝟓

CHCl3 a 120°C

120+273.15 340.2



Ω𝜇 =

√(119.5)(393.15)

= 1.15 = 𝑇 ∗ Ω𝜇 = 1.4843 𝜎 = 5.389 𝜇 = 2.6693𝑒 − 6 (5.389)2 (1.4843) = 𝟏. 𝟑𝟒𝒆 − 𝟓

CHCl3 a 200°C

200+273.15 340.2

√(119.5)(473.15)

= 1.4 = 𝑇 ∗ Ω𝜇 = 1.3538 𝜎 = 5.389 𝜇 = 2.6693𝑒 − 6 (5.389)2 (1.3538) = 𝟏. 𝟔𝟏𝒆 − 𝟓



CHCl3 a 300°C

300 + 273.15 = 1.68 = 𝑇 ∗ 340.2

1.68 − 1.65 (1.2486 − 1.2633) + 1.2633 = 1.2544 1.7 − 1.65

Ω𝜇 =

𝜎 = 5.389 √(119.5)(573.15) = 𝟏. 𝟗𝟏𝒆 − 𝟓 (5.389)2 (1.2544)

𝜇 = 2.6693𝑒 − 6 

C4H9OH a 120°C 120+273.15 313.8

= 1.25 = 𝑇 ∗ Ω𝜇 = 1.4259 𝜇 = 2.6693𝑒 − 6



√(69)(393.15) = 𝟗. 𝟓𝟔𝒆 − 𝟔 (5.678)2 (1.4259)

C4H9OH a 200°C 200+273.15 313.8

= 1.5 = 𝑇 ∗ Ω𝜇 = 1.3139

𝜎 = 5.678

√(69)(473.15) = 𝟏. 𝟎𝟒𝟗𝒆 − 𝟓 (5.678)2 (1.4259)

𝜇 = 2.6693𝑒 − 6 

𝜎 = 5.678

C4H9OH a 300°C 300+273.15 313.8

1.82−1.80

= 1.82 = 𝑇 ∗ Ω𝜇 = 1.85−1.80 (1.2092 − 1.2216) + 1.2216 = 1.2166 𝜎 = 5.678 𝜇 = 2.6693𝑒 − 6



√(69)(573.15) = 𝟏. 𝟑𝟓𝒆 − 𝟓 (5.678)2 (1.2166)

C6H5CH3 a 120°C 𝑇

1⁄ 3

σ = 2.44 (𝑃𝑐 ) 𝑐

120+273.15 455.56

1⁄ 3

591.64

= 2.44 ( 40.55 )

= .863 = 𝑇 ∗ Ω𝜇 =

.863−.85 (1.6825 − .9−.85

𝜇 = 2.6693𝑒 − 6 

= 5.962

𝜀 𝐾

= .77𝑇𝑐 = .77(591.64) = 455.96

1.7341) + 1.7341 = 1.7206

√(92)(393.15) = 𝟖. 𝟑𝒆 − 𝟔 (5.962)2 (1.7206)

C6H5CH3 a 200°C 200+273.15 455.56

= 1.038 = 𝑇 ∗ Ω𝜇 = 𝜇 = 2.6693𝑒 − 6

1.038−1.00 (1.5533 − 1.05−1.00

1.5925) + 1.5925 = 1.5627

√(92)(473.15) = 𝟏. 𝟎𝟎𝟐𝒆 − 𝟓 (5.962)2 (1.5627)



C6H5CH3 a 300°C 300+273.15 455.56

1.258−1.25 (1.4 − 1.30−1.25

= 1.258 = 𝑇 ∗ Ω𝜇 = 𝜇 = 2.6693𝑒 − 6



√(92)(573.15) = 𝟏. 𝟐𝟏𝟑𝒆 − 𝟓 (5.962)2 (1.4217)

SiH4 a 120°C

120+273.15 207.6

1.89−1.85

= 1.89 = 𝑇 ∗ Ω𝜇 = 1.90−1.85 (1.1975 − 1.2092) + 1.2092 = 1.1998 𝜎 = 5.084 𝜇 = 2.6693𝑒 − 6



= 2.28 = 𝑇 ∗ Ω𝜇 =

2.28−2.2 (1.1227 − 2.3−2.2

𝜇 = 2.6693𝑒 − 6

= 2.76 = 𝑇 ∗ Ω𝜇 =

1.07) + 1.07 = 1.063 𝜎 = 5.084

√(32)(573.15) = 𝟏. 𝟑𝟏𝒆 − 𝟓 (5.084)2 (1.063)

CHClF2 a 120°C 𝑇

1⁄ 3

σ = 2.44 (𝑃𝑐 ) 𝑐

120+273.15 284.13

369

1⁄ 3

= 2.44 (43.96)

= 1.38 = 𝑇 ∗ Ω𝜇 =

= 4.958

1.38−1.35 (1.3538 − 1.4−1.35

𝜇 = 2.6693𝑒 − 6

𝜀 𝐾

= .77𝑇𝑐 = .77(369) = 284.13

1.376) + 1.376 = 1.3626

√(86.5)(393.15) = 𝟏. 𝟒𝟕𝒆 − 𝟓 (4.958)2 (1.3626)

CHClF2 a 200°C 200+273.15 284.13

= 1.66 = 𝑇 ∗ Ω𝜇 =

1.66−1.65 (1.2486 − 1.7−1.65

𝜇 = 2.6693𝑒 − 6 

√(32)(473.15) = 𝟏. 𝟏𝟐𝟖𝒆 − 𝟓 (5.084)2 (1.126)

2.76−2.7 (1.0591 − 2.8−2.7

𝜇 = 2.6693𝑒 − 6



1.1388) + 1.1388 = 1.126 𝜎 = 5.084

SiH4 a 300°C

300+273.15 207.6



√(32)(393.15) = 𝟗. 𝟔𝟓𝒆 − 𝟔 (5.084)2 (1.1998)

SiH4 a 200°C

200+273.15 207.6



1.4259) + 1.4259 = 1.4217

1.2633) + 1.2633 = 1.26036

√(86.5)(473.15) = 𝟏. 𝟕𝟒𝟑𝒆 − 𝟓 (4.958)2 (1.26036)

CHClF2 a 300°C 300+273.15 284.13

= 2.017 = 𝑇 ∗ Ω𝜇 =

2.017−2.0 (1.1565 − 2.1−2.0

𝜇 = 2.6693𝑒 − 6

1.176) + 1.176 = 1.172

√(86.5)(573.15) = 𝟐. 𝟎𝟔𝟑𝒆 − 𝟓 (4.958)2 (1.172)



Compuestos puros

273.15 CCL4 Ciclohexano DDT

𝜇 5.36077E-10 0.000502449 0.001854459

293.15 CCL4 Ciclohexano DDT

𝜇 3.84602E-10 0.000359355 0.00111803



Mezcla de líquidos

Mezcla de líquidos a 273.15

Mezcla de líquidos a 293.15

𝜇 =3.2422E-06

𝜇 =2.18698E-06

Comentarios y conclusiones: Terminado este trabajo comprendí y noté las diferencias del cálculo de viscosidades tanto en líquidos como en gases, ya que depende de la presión principalmente para resolverlos, tomando en base los modelos vistos en clase.