Viscosidad

Viscosidad.

Definición de Viscosidad
Viscosidad, propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se le aplica una fuerza. La fuerza con la que una capa de fluido en movimiento arrastra consigo a las capas adyacentes de fluido determina su viscosidad.
Es importante tomar en cuenta que esta propiedad depende de la temperatura, la composición y la presión del fluido.
La viscosidades una propiedad cuya importancia radica en que determina el comportamiento, en cuanto al movimiento, que puede presentar un fluido bajo ciertas condiciones, por ejemplo de presión y temperatura. Un fluido puede ser muy viscoso y moverse con dificultad, como por ejemplo la melaza; o puede ser poco viscoso y moverse con facilidad, como por ejemplo el aire y el agua, los cuales con frecuencia sonobjeto de interés en ingeniería.
Viscosidad Dinámica
La tensión de corte de un fluido se desarrolla cuando este se encuentra en movimiento y su magnitud depende de la viscosidad del fluido. Se puede definir a la tensión de corte () como la fuerza requerida para deslizar una capa de área unitaria de una sustancia sobre otra capa de la misma sustancia. La magnitud de la tensión de corte esdirectamente proporcional al cambio de velocidad entre diferentes posiciones del fluido en fluidos como el agua, el aceite, el alcohol o cualquier otro líquido común.
Cuando el fluido real está en contacto con una superficie frontera, el fluido tiene la misma velocidad que la frontera. El fluido que está en contacto con la superficie inferior tiene velocidad igual a cero y el que está en contacto con lasuperficie superior tiene velocidad igual a v. Cuando la distancia entre las dos superficies es pequeña, la rapidez de cambio de velocidad varía como una línea recta.
El gradiente de velocidad se define como  y es una medida de cambio de velocidad, conocida también como rapidez de corte.
Los fluidos que no presentan comportamiento elástico como los sólidos, no sufren una deformación reversacuando la tensión de corte se quita, y son llamados fluidos puramente viscosos. La tensión de corte depende sólo de la rapidez de deformación y no de la extensión de la deformación. Aquellos fluidos que exhiben tanto propiedades viscosas como elásticas son conocidos como fluidos viscoelásticos.
Los fluidos puramente viscosos se pueden clasificar en fluidos no dependientes del tiempo y fluidosdependientes del tiempo. Para los fluidos que no dependen del tiempo la tensión de corte depende sólo del gradiente de velocidad instantáneo.
Para los fluidos viscoelásticos la tensión de corte depende de la rapidez de deformación como resultado de la orientación de formación u orientación de ruptura durante la deformación.
Para el fluido newtoniano, la viscosidad es independiente del gradiente develocidad, y puede depender sólo de la temperatura y quizá de la presión. Para estos fluidos la viscosidad dinámica es función exclusivamente de la condición del fluido. La magnitud del gradiente de velocidad no influye sobre la magnitud de la viscosidad dinámica. Los fluidos newtonianos son la clase más grande de fluidos con importancia ingenieril. Los gases y líquidos de bajo peso molecular generalmenteson fluidos newtonianos. Los fluidos newtonianos cumplen con la ecuación (1), donde la viscosidad es una constante.
El fluido no newtoniano es aquel donde la viscosidad varía con el gradiente de velocidad. La viscosidad el fluido no newtoniano depende de la magnitud del gradiente del fluido y de la condición del fluido. Para los fluidos no newtonianos, la viscosidad se conoce generalmente comoviscosidad aparente para enfatizar la distinción con el comportamiento newtoniano.
Existen tres tipos de fluidos independientes del tiempo: los seudoplásticos, los fluidos dilatadores y los fluidos de Bingham. Los fluidos dependientes del tiempo no son fáciles de analizar debido a que su viscosidad aparente varía con el tiempo, con el gradiente de velocidad y con la temperatura. La Figura 2...