Transferencia de momentun

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cia TRANSFERENCIA DE MOMENTUM
MI31A-Fenómenos de Transporte en Metalurgia Extractiva Prof. Tanai Marín 16 Abril 2007 Clase #9

Flujo de Fluidos Viscosos
Para fluidos con bajo peso molecular, lapropiedad física que caracteriza la resistencia a fluir es la viscosidad Transporte molecular de momentum: transporte viscoso, relacionado con µ Transporte convectivo de momentum: debido al movimientodel seno del fluido, relacionado con ρ.

Ley de Newton de Viscosidad
Supongamos dos placas paralelas de área A, separadas por una distancia Y. En el espacio entre ellas, hay un fluido (líquido ogas). Inicialmente el sistema está en reposo, pero en t=0, la placa inferior se pone en movimiento en la dirección x a una velocidad constante V.

Ley de Newton de Viscosidad
Y t0

V(y)

t>>0 Ley de Viscosidad de Newton
Una vez que se logra el estado estacionario, es necesario aplicar una fuerza constante F para mantener la velocidad V de la placa. Se cumple la siguiente relación:
FV =µ A Y

donde µ es la viscosidad del fluido en kg/(m s) o (Pa s)

Ley de Viscosidad de Newton
Del ejemplo anterior, se deriva la ley de Newton de viscosidad:
dv x τ = −µ dy

donde τ es elesfuerzo de corte aplicado o fuerza por unidad de área. τ tiene unidades de kg/(ms2) o N/m2

Ejemplo
Dos placas paralelas, distantes a 0.25 m y con aceite lubricante entre ellas. Calcule la fuerzarequerida para mover la placa superior que tiene un área de 1 m2 a una velocidad de 1 m/s cuando la viscosidad del aceite es de 0.1 Ns/m2.

Es clara la similitud entre la ley de viscosidad deNewton y la ley de conductividad de Fourier:
dv x τ = −µ dy ∂T q y = −k ∂y

En ambos casos, las constantes m o k representan la resistencia al flujo de momentum o calor por transporte molecular. Viscosidad – rangos típicos
Fluido Gases Agua Metales Líqudos Sales Fundidas Matas fundidas Nitratos y Carbonatos Aceites Escorias, Lava Viscosidad [mPa s] 0.01 – 0.1 0.3 – 1.75 0.5 – 5 1–5 1–4 5 – 20...
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