fluidos newtonianos

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE POZA RICA

Mecánica de Fluidos
Fluidos Newtonianos y no Newtonianos

Introducción.
Comencemos por definir un fluido. Es cualquier sustancia que no puede mantener una deformación, es decir, aquella materia que ofrece una pequeña, o nula resistencia a las fuerzas tangenciales, o cortantes. Esta descripción tiene que ver con la forma en que un materialresponde a las fuerzas externas. La capacidad de fluir hace que el fluido sea incapaz de soportar un esfuerzo de corte.
Las sustancias que presentan una resistencia muy pequeña, o nula, a ser deformados se les conoce como fluidos newtonianos, y las sustancias que presentan mayor resistencia se les conoce como fluidos no newtonianos como un fluido es completamente deformable, toma la forma delrecipiente que lo contiene. El recipiente ejerce una fuerza sobre el fluido, que es normal a la superficie, que cualquier componente tangencial ejercería una fuerza sobre él y este respondería deformándose hasta que desapareciera dicha fuerza.
Objetivos.
Poder saber la diferencia entre los fluidos newtonianos y no newtonianos, también para poder entender sus diferentes características de ellos y cadauna de sus propiedades.
Después de haber analizado cada uno de los diferentes tipos de fluidos a presentar concluir con un experimento que describa el comportamiento de cada uno de estos fluidos.

Fluidos newtonianos.
La ley de la viscosidad de newton dice que en los movimientos de los fluidos existe una relación lineal entre las tensiones tangenciales y los gradientes de velocidad, la curvaque muestra la relación entre el esfuerzo contra su tasa de deformación, siendo una constante de proporcionalidad una propiedad física del fluido llamada viscosidad dinámica o absoluta. En esta tipo de fluido puede considerarse constante en el tiempo y solo depende de la temperatura. Aquellos fluidos que verifican esta relación se denominan fluidos newtonianos. También puede expresarse de otrasmaneras analizando la deformación en el entorno de un punto.
La primera relación constitutiva para un fluido viscoso la estableció Isaac Newton en 1687 al proponer que para estos fluidos el esfuerzo de corte aplicado y la deformación producida es proporcional, es decir, a mayor esfuerzo mayor deformación.
La relación de Newton también puede expresarse diciendo que el esfuerzo de corte y el cambio dela velocidad en el fluido son proporcionales.
A la constante de proporcionalidad se le define como la viscosidad del fluido; por esta razón a esta relación constitutiva lineal también se le llama ley de la viscosidad de Newton.
Características.
El fluido newtoniano no tiene propiedades elásticas, es incomprensible, isotrópico e irreal; aunque muchos fluidos reales ofrecen un comportamientosimilar al newtoniano.
Cumplen con la ley de newton de la viscosidad, por lo tanto la relación entre el esfuerzo y la velocidad es lineal.


Ecuación de los fluidos newtonianos.
Matemáticamente, el rozamiento en un flujo unidimensional de un fluido newtoniano se puede representar por la relación:





Donde:
Es la tensión tangencial ejercida en un punto del fluido o sobre una superficiesólida en contacto con el mismo, tiene unidades de tensión o presión ([Pa]).
Es la viscosidad del fluido, y para un fluido newtoniano depende sólo de la temperatura, puede medirse en [Pa·s] o [kp·s/cm2].
Es el gradiente de velocidad perpendicular a la dirección al plano en el que estamos calculando la tensión tangencial, [s−1].Fluidos no newtonianos.
Un fluido no newtoniano es aquél cuya viscosidad varía dependiendo de la tensión cortante que se le aplica. Como resultado, un fluido no newtoniano no tiene un valor de viscosidad definido. Pueden resistir altos esfuerzos cortantes dependiendo de la tensión. Esto hace que no posean un valor de viscosidad constante, sino que cambia según sean las condiciones de su entorno y se...