Operaciones unitarias

2. TEORIA DE LOS FLUIDOS
2.1 CONCEPTOS Y DEFINICIONES
La mecánica de fluidos es la parte de la física que se ocupa de la acción de los fluidos en reposo o en movimiento, así como de las aplicaciones y mecanismos de ingeniería que utilizan fluidos. La mecánica de fluidos es fundamental en campos tan diversos como la aeronáutica, la ingeniería química, civil e industrial, la meteorología, lasconstrucciones navales y la oceanografía. Dentro de la mecánica de fluidos existen varias definiciones muy importantes para su estudio que las veremos a continuación
2.1.1 DEFINICION CLASICA DE FLUIDO
Existen varias definiciones de fluido, entre muchas citaremos algunas que ciertamente tienen el mismo concepto:
* Un fluido es una sustancia material continua y deformable cuando es sometida auna tensión de cortadura (relación entre la componente tangencial a la superficie de la fuerza y el área de la superficie).

* Fluido a todo cuerpo que carece de elasticidad de forma. Es decir no tiene una forma propia y se puede adaptar al recipiente que lo contiene. No presenta fuerzas internas tangenciales o éstas son muy pequeñas. Los movimientos relativos entre partículas fluidas norealizan trabajo.

* Fluido es una sustancia que se deforma continuamente, o sea se escurre, cuando está sometido a un esfuerzo de corte o tangencial

2.1.2 FLUJO NEWTONIANO Y NO NEWTONIANO
En términos muy generales, a las sustancias que presentan una resistencia muy pequeña, o nula, a ser deformados se les conoce como FLUIDOS NEWTONIANOS, en tanto que, las sustancias que presentan mayorresistencia se les llaman FLUIDOS NO NEWTONIANOS

Fluidos Newtonianos y No Newtonianos
Aquellas sustancias que cumplen que el esfuerzo τ es directamente proporcional a la velocidad de deformación del fluido D,

se denominan fluidos newtonianos. El coeficiente de proporcionalidad η se conoce como viscosidad dinámica. La viscosidad cinemática es υ=η/ρ.

Aquellos fluidos que no presentan unarelación lineal entre el esfuerzo y la velocidad de deformación se conocen como fluidos no newtonianos. Suelen presentar una función característica o reograma de la forma,

En función de su reograma los fluidos no newtonianos pueden dividirse en,
• Plásticos
• Tixotrópicos
• Pseudo-plásticos
• Dilatantes
• Irreversibles

2.1.3 FLUJO COMPRESIBLE Y NO COMPRESIBLE
Aquellos flujos donde lasvariaciones en densidad son insignificantes se denominan INCOMPRESIBLES; cuando las variaciones en densidad dentro de un flujo no se pueden despreciar, se llaman COMPRESIBLES. Si se consideran los dos estados de la materia incluidos en la definición de fluido, líquido y gas, se podría caer en el error de generalizar diciendo que todos los flujos líquidos son flujos incompresibles y que todos los flujosde gases son flujos compresibles. La primera parte de esta generalización es correcta para la mayor parte de los casos prácticos, es decir, casi todos los flujos líquidos son esencialmente incompresibles. Por otra parte, los flujos de gases se pueden también considerar como incompresibles si las velocidades son pequeñas respecto a la velocidad del sonido en el fluido; la razón de la velocidad delflujo, V, a la velocidad del sonido, c, en el medio fluido recibe el nombre de número de Mach, M, es decir,
M=V/c
Los cambios en densidad son solamente del orden del 2% de valor medio, para valores de M < 0.3. Así, los gases que fluyen con M < 0.3 se pueden considerar como incompresibles; un valor de M = 0.3 en el aire bajo condiciones normales corresponde a una velocidad de aproximadamente 100m/s.
Los flujos compresibles se presentan con frecuencia en las aplicaciones de ingeniería. Entre los ejemplos más comunes se pueden contar los sistemas de aire comprimido utilizados en la operación de herramienta de taller y de equipos dentales, las tuberías de alta presión para transportar gases, y los sistemas censores y de control neumático o fluídico. Los efectos de la compresibilidad son...