flujo de fluidos
Páginas: 8 (1842 palabras)
Publicado: 26 de noviembre de 2013
Flujo de fluidos:
El flujo de fluidos se refiere al movimiento o circulación de fluido, cuyas condiciones pueden ser variables, pero no a la naturaleza o propiedades físicas del fluido, que normalmente permanecen inalteradas aunque varíe el flujo. Así, si el fluido está en reposo, no existe flujo.
Definiciones:
Fluido: Sustancia que se deforma continuamente al aplicar un esfuerzoconstante.
Dinámica de fluidos: Estudia el movimiento de los fluidos descrito mediante un campo de velocidades y de presiones.
Flujo: Movimiento o circulación de un fluido.
Flujo laminar: Régimen de flujo en el que las partículas del fluido recorren trayectorias paralelas, sin entremezclarse, siendo el mecanismo de transporte molecular. Se da en fluidos con velocidades bajas o viscosidadesaltas, cuando se cumple que el número de Reynolds es inferior a 2.100.
Flujo turbulento: Régimen de flujo en el que las partículas de fluido se entremezclan al azar, desplazándose con continuos cambios de dirección, aunque en promedio se mantenga una trayectoria definida. El mecanismo de transporte turbulento es mas efectivo que el laminar.
Número de Reynolds (Re): Número adimensionalrepresentado por Re=VDρ/μ, siendo V la velocidad media del fluido, D el diámetro de la conducción, ρ la densidad y μ la viscosidad del fluido. Físicamente representa el cociente entre las fuerzas de inercia del fluido en movimiento y las fuerzas de rozamiento.
Viscosidad: Propiedad física de un fluido que indica su mayor o menos facilidad para fluir. Es consecuencia del rozamiento que se produce entrelas partículas de fluido en movimiento, por el cual las más rápidas arrastran a las más lentas y las más lentas frenan a las más rápidas.
Clasificación del flujo de fluidos
-Según su comportamiento frente a la presión:
Compresibles: Reducen volumen si aumenta la presión. Gases.
Incompresibles: No varían apenas el volumen si aumenta la presión. Líquidos.
-Según sucomportamiento frente a fuerzas cizalla:
Ideales: No tienen viscosidad. Gases a velocidad elevada.
Reales: Tienen viscosidad.
Fluidos reales:
Newtonianos: τ=-μ (dvx/dr)
No newtonianos: τ=-μa(dvx/dz)
3.1. Fluidos newtonianos:
Fluidos en los que las tensiones rasantes son siempre directamente proporcionales al gradiente de velocidades. Todos los gases y algunos líquidos sencillos secomportan como fluidos newtonianos.
3.2. Fluidos pseudoplásticos:
Su viscosidad aparente disminuye al aumentar el gradiente de velocidad. Se comportan así la pulpa del papel, los polímeros líquidos, la mahonesa y las mermeladas.
3.3. Fluidos dilatantes:
Su viscosidad aparente aumenta con el gradiente de la velocidad. Las suspensiones de almidón, la goma arábiga.
3.4.Fluidos plásticos ideales o plásticos de Bingham:
Hasta que las fuerzas rasantes no alcanzan el valor crítico τ0, no hay deformación del fluido, pero a partir de ese valor el fluido se comporta como newtoniano. Suspensiones de arcilla en agua, las suspensiones de penicilina.
3.5. Fluidos plásticos reales:
Son análogos a los anteriores, pero no siguen un comportamiento newtoniano a partirdel valor crítico τ0.
3.6. Fluido tixotrópico:
Su viscosidad aparente disminuye con el tiempo. Pinturas y barnices
3.7. Fluido reopéctico:
Su viscosidad aparente aumenta con el tiempo. Algunas suspensiones de arcillas y algunos coloides.
Fluidos no newtonianos:

4. Operaciones basadas en el flujo externo de fluidos
Las operaciones de separación sólido-líquido,basadas en el flujo externo, tienen gran importancia en la industria química por su extendida utilización. Las más importantes son:
4.1. Filtración:
Las partículas sólidas suspendidas en un fluido (líquido o gas) se separan mediante la utilización de un medio filtrante que permite el paso del fluido pero retiene los sólidos, que van depositándose sobre él (tela filtrante, placa porosa,...
El flujo de fluidos se refiere al movimiento o circulación de fluido, cuyas condiciones pueden ser variables, pero no a la naturaleza o propiedades físicas del fluido, que normalmente permanecen inalteradas aunque varíe el flujo. Así, si el fluido está en reposo, no existe flujo.
Definiciones:
Fluido: Sustancia que se deforma continuamente al aplicar un esfuerzoconstante.
Dinámica de fluidos: Estudia el movimiento de los fluidos descrito mediante un campo de velocidades y de presiones.
Flujo: Movimiento o circulación de un fluido.
Flujo laminar: Régimen de flujo en el que las partículas del fluido recorren trayectorias paralelas, sin entremezclarse, siendo el mecanismo de transporte molecular. Se da en fluidos con velocidades bajas o viscosidadesaltas, cuando se cumple que el número de Reynolds es inferior a 2.100.
Flujo turbulento: Régimen de flujo en el que las partículas de fluido se entremezclan al azar, desplazándose con continuos cambios de dirección, aunque en promedio se mantenga una trayectoria definida. El mecanismo de transporte turbulento es mas efectivo que el laminar.
Número de Reynolds (Re): Número adimensionalrepresentado por Re=VDρ/μ, siendo V la velocidad media del fluido, D el diámetro de la conducción, ρ la densidad y μ la viscosidad del fluido. Físicamente representa el cociente entre las fuerzas de inercia del fluido en movimiento y las fuerzas de rozamiento.
Viscosidad: Propiedad física de un fluido que indica su mayor o menos facilidad para fluir. Es consecuencia del rozamiento que se produce entrelas partículas de fluido en movimiento, por el cual las más rápidas arrastran a las más lentas y las más lentas frenan a las más rápidas.
Clasificación del flujo de fluidos
-Según su comportamiento frente a la presión:
Compresibles: Reducen volumen si aumenta la presión. Gases.
Incompresibles: No varían apenas el volumen si aumenta la presión. Líquidos.
-Según sucomportamiento frente a fuerzas cizalla:
Ideales: No tienen viscosidad. Gases a velocidad elevada.
Reales: Tienen viscosidad.
Fluidos reales:
Newtonianos: τ=-μ (dvx/dr)
No newtonianos: τ=-μa(dvx/dz)
3.1. Fluidos newtonianos:
Fluidos en los que las tensiones rasantes son siempre directamente proporcionales al gradiente de velocidades. Todos los gases y algunos líquidos sencillos secomportan como fluidos newtonianos.
3.2. Fluidos pseudoplásticos:
Su viscosidad aparente disminuye al aumentar el gradiente de velocidad. Se comportan así la pulpa del papel, los polímeros líquidos, la mahonesa y las mermeladas.
3.3. Fluidos dilatantes:
Su viscosidad aparente aumenta con el gradiente de la velocidad. Las suspensiones de almidón, la goma arábiga.
3.4.Fluidos plásticos ideales o plásticos de Bingham:
Hasta que las fuerzas rasantes no alcanzan el valor crítico τ0, no hay deformación del fluido, pero a partir de ese valor el fluido se comporta como newtoniano. Suspensiones de arcilla en agua, las suspensiones de penicilina.
3.5. Fluidos plásticos reales:
Son análogos a los anteriores, pero no siguen un comportamiento newtoniano a partirdel valor crítico τ0.
3.6. Fluido tixotrópico:
Su viscosidad aparente disminuye con el tiempo. Pinturas y barnices
3.7. Fluido reopéctico:
Su viscosidad aparente aumenta con el tiempo. Algunas suspensiones de arcillas y algunos coloides.
Fluidos no newtonianos:

4. Operaciones basadas en el flujo externo de fluidos
Las operaciones de separación sólido-líquido,basadas en el flujo externo, tienen gran importancia en la industria química por su extendida utilización. Las más importantes son:
4.1. Filtración:
Las partículas sólidas suspendidas en un fluido (líquido o gas) se separan mediante la utilización de un medio filtrante que permite el paso del fluido pero retiene los sólidos, que van depositándose sobre él (tela filtrante, placa porosa,...
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