Propiedades de los fluidos

Marco teórico

Propiedades De Los Fluidos
DENSIDAD (r). se define como masa por unidad de volumen: Sus dimensiones físicas son y sus unidades en el S.I. son kg/m3.

VOLUMEN ESPECÍFICO (Vs) - es el inverso de la densidad y se define como el volumen ocupado por la unidad de masa del fluido: Sus dimensiones físicas son y sus unidades en el S.I. son m3/kg.

PESO ESPECÍFICO (g) -> es elpeso del fluido por unidad de volumen: Cambia de lugar dependiendo de la magnitud de la aceleración de la gravedad g. Sus dimensiones físicas son y sus unidades en el S.I. son N/m3.

GRAVEDAD ESPECÍFICA (S) -> Llamada también "densidad relativa", es la relación entre el peso específico de un volumen de fluido y el peso específico del mismo volumen de agua en condiciones estándar de presión ytemperatura.  Es adimensional.

VISCOCIDAD
Esta propiedad es una de las más importantes en el estudio de los fluidos y se pone de manifiesto cuando los fluidos están en movimiento.

La viscosidad de un fluido se define como su resistencia al corte. Se puede decir que es equivalente a la fricción entre dos sólidos en movimiento relativo.

Existen diversos modelos de viscosidad aplicables asustancias que presentan comportamientos viscosos de diferente tipo. El modelo o tipo de fluido viscoso más sencillo de caracterizar es el fluido newtoniano, que es un modelo lineal (entre el gradiente de velocidades y las tensiones tangenciales) pero también existen modelos no lineales con adelgazamiento o espesamiento por cortante o como los plásticos de Bingham.

Fluido newtoniano
Esquema quepermite entender la resistencia al avance de una placa horizontal sobre la superficie de un fluido newtoniano.
En un fluido newtoniano la fuerza de resistencia experimentada por una placa que se mueve a velocidad constante por la superficie de un fluido viene dada por:

Donde:
coeficiente de viscosidad dinámica.
área de la placa.
altura del nivel de fluido o distancia entre la placahorizontal y el fondo del recipiente que contiene al fluido. Esta expresión se puede reescribir en términos de tensiones tangenciales sobre la placa como:


¿Cuál es la relación entre la viscosidad y la temperatura?
 
En un líquido, la viscosidad disminuye cuando aumenta la temperatura, pero en un gas, la viscosidad aumenta cuando aumenta la temperatura… ¿a qué es debido esto?.
Laresistencia de un fluido al corte depende de dos factores importantes:
Las fuerzas de cohesión entre las moléculas
La rapidez de transferencia de cantidad de movimiento molecular
 
Las moléculas de un líquido presentan fuerzas de cohesión de mayor magnitud que las que presenta un gas. Dicha cohesión parece ser la causa más predominante de la viscosidad en líquidos. Cuando aumenta la temperaturade un líquido, aumenta la energía cinética de sus moléculas y, por tanto, las fuerzas de cohesión disminuyen en magnitud. Esto hace que disminuya la viscosidad.
 
En un gas, la magnitud de las fuerzas cohesivas entre las moléculas es muy pequeña, por lo que la causa predominante de la viscosidad es la transferencia de la cantidad de movimiento molecular

Tipos de viscosidad:
Viscosidadabsoluta o dinámica: h
-Unidades en el S.I.: N s/m2
-Unidades en el cgs: dina s/cm2 (poise)

Viscosidad cinemática: es la relación entre la viscosidad absoluta y la densidad de masa del fluido
-Unidades en el S.I.: m2/s
-Unidades en el cgs: cm2/s (stoke)












Flujos Newtonianos
Es un fluido cuya viscosidad puede considerarse constante en el tiempo. La curva quemuestra la relación entre el esfuerzo tangencial o cortante se deforma con la velocidad que es proporcional directamente al esfuerzo aplicado.

Fue denominado por Isaac Newton desde que lo describiera como flujo viscoso.


Ejemplos de Fluidos Newtonianos
Suspensiones ligeras
Gasolina
Aceites de Motor
Agua
Glicerina
Alcohol
Soluciones de sal en agua
Suspensiones Ligeras de tintas...