Investigacion Fluidos No Newtonianos

Índice

Introducción 1
Fluidos Newtonianos 2
Fluidos No Newtonianos 3
Fluidos no-newtonianos independientes del tiempo. 3
Desviaciones de la ley de la potencia: 4
Fluidos no-newtonianos dependientes del tiempo 6
Fluidos Viscoelásticos. 7
Conclusión 9
Bibliografía 10
Anexos 11













Introducción





Los fluidos a los que estamos expuestos diariamente como por ejemplo el agua y aire serigen por leyes físicas que pasan desapercibidas ante nuestros ojos, la ley de newton de la viscosidad es una de ellas. Aquellos fluidos que no obedecen esta ley son conocidos como No Newtonianos y sus características físicas son sorprendentes, pudiendo comportarse como sólidos durante periodos cortos de tiempo y volver a su forma líquida de inmediato. El potencial de este tipo de fluidospermitiría su uso en la fabricación de chalecos antibalas además de un gran número de aplicaciones prácticas. En la presente investigación se presenta el tema más a fondo, definiendo tipos y clases de fluidos No Newtonianos entre otras características.












Fluido
Un fluido es un conjunto de partículas que se mantienen unidas entre sí por fuerzas cohesivas débiles y/o las paredes de un recipiente;el término engloba a los líquidos y los gases. En el cambio de forma de un fluido la posición que toman sus moléculas varía, ante una fuerza aplicada sobre ellos, pues justamente fluyen.
Fluidos Newtonianos
Un fluido Newtoniano, también llamado fluido verdadero es aquel que, sometido a un esfuerzo tangencial o cortante, se deforma con una velocidad que es proporcional directamente al esfuerzoaplicado.

Figura 1. Distribución de velocidad de un fluido Newtoniano ante la aplicación de un esfuerzo tangencial.
Así, en términos de las coordenadas de la figura, la ley de viscosidad de Newton está dada para un flujo unidimensional por:

Donde:
: Esfuerzo cortante sobre el fluido.
: Viscosidad absoluta del fluido
: Cambio de lavelocidad del fluido respecto de su altura
Fluidos No Newtonianos

Todos aquellos fluidos que no siguen la ley de la viscosidad de Newton, son “no newtonianos”.
Los fluidos no newtonianos se dividen en tres categorías:
1.- Comportamiento independiente del tiempo.
2.- Comportamiento dependiente del tiempo.
3.- Viscoelásticos.
Fluidos no-newtonianos independientes del tiempo.

Los fluidosno-newtonianos independientes del tiempo, se caracterizan porque las tensiones tangenciales dependen únicamente de la velocidad de deformación.

Figura 2. Representación del esfuerzo de corte vs la velocidad de corte para distintos fluidos.



Se conocen varios modelos reológicos para representar estos fluidos, entre ellos:
Modelos de Ostwald de Waele o Ley de la Potencia:Donde K y n son parámetros empíricos, K es el índice de consistencia y n es el índice de comportamiento de flujo. El término entre corchetes se denomina “viscosidad aparente” y es evidente que no es constante, dependiendo directamente de la velocidad de corte .
Debido a que n determina precisamente el modo en que se desarrolla el flujo, si n<1 el fluido se denomina pseudoplástico(shear-thinning), estos fluidos fluyen más fácilmente aumentando la velocidad de deformación.
Por el contrario, cuando n>1 la resistencia a fluir aumenta con un aumento de la velocidad de corte, y el fluido se denomina dilatante (shear-thickenning) .
La mayoría de los fluidos no newtonianos son pseudoplásticos: alimentos (jugos y puré de frutas, salsas), polímeros fundidos (poliestireno,acrilonitrilo, polipropileno, etc.), cosméticos, látex, tinta de imprenta.
Los fluidos dilatantes son más raros, entre otros el cemento y las suspensiones concentradas (ej.: almidón de maíz) siguen este comportamiento. A bajas velocidades, el líquido presente llena los espacios libres, a medida que la velocidad de corte aumenta, el material se expande o dilata y comienzan a aparecer esfuerzos de...