FLUID
INTRODUCCIÓN
La Mecánica de los Fluidos, como área de estudio, se ha desarrollado gracias al entendimiento de las propiedades de los fluidos, a la aplicación de las leyes básicas de la mecánica y la termodinámica y a una experimentación ordenada.
Debido al comportamiento que tienen algunos fluidos, se hace interesante su estudio, sobre todo a nivel experimental, teniendo en cuenta quedicha sustancia posee ciertas propiedades tales como viscosidad y densidad, las cuales las cuales juegan papeles principales en flujos de canales abiertos y cerrados y en flujos alrededor de objetos sumergidos.
Este interés en el estudio de los fluidos es a consecuencia de que en la vida diaria no existe un fluido ideal, es decir, una sustancia en la cual se esté aplicando un esfuerzo, el cual puedeser muy pequeño, para que se resista a fluir con absoluta facilidad.
DEFINICIÓN DE FLUIDO
Un fluido es una sustancia que suele deformarse continuamente cuando se somete a un esfuerzo cortante; es capaz de fluir debido a la fuerza de cohesión de las moléculas de dicha sustancia.
Por ejemplo, una sustancia plástica se deformará cierta cantidad proporcional a la fuerza pero nocontinuamente cuando el esfuerzo aplicado se encuentra por debajo de su esfuerzo cortante de fluencia. Un sólido puede ser un fluido si es llevado a estado líquido, ya que tiene sus moléculas muy unidas.
Así los fluidos pueden dividirse en líquidos y gases; lo que los diferencia es que los líquidos son prácticamente incompresibles y los gases sí son compresibles, y además los líquidos ocupan un volumendefinido y tienen superficies libres, mientras que una masa de gas se expansiona hasta ocupar todas las partes del recipiente que lo contenga.
Los fluidos se clasifican en newtonianos y no newtonianos. En el caso de los fluidos newtonianos hay una relación lineal entre la magnitud del esfuerzo cortante aplicado y la rapidez de deformación resultante. En el fluido no newtoniano hay una relación nolineal entre la magnitud del esfuerzo cortante aplicado y la rapidez de deformación angular.
Por ejemplo, los gases y los líquidos delgados, tienden a ser fluidos newtonianos, mientras que los hidrocarburos espesos de cadena larga pueden ser no newtonianos.
Así mismo, una sustancia tixotrópica, tal como la tinta de un impresora, tiene una viscosidad que depende de la deformación angular inmediatamenteanterior de la sustancia y tiene una tendencia a solidificarse cuando se encuentra en reposo.
Si se considera que el fluido también es incompresible, entonces éste se conoce como un fluido ideal.
PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
Viscosidad:
La viscosidad es una aquella propiedad que tiene un fluido la cual ofrece resistencia al fluir.
En un líquido la viscosidad disminuye si aumenta la temperatura, porel contrario, en los gases si la temperatura aumenta la viscosidad también suele aumentar.
Es importante aclarar que la viscosidad es independiente de la presión y que además esa resistencia para fluir depende de la cohesión y la rapidez de transferencia de la cantidad de movimiento molecular. Así un líquido, cuyas moléculas dejan espacios vacíos entre ellas mucho más cerrados que las de un gas,tendrá fuerzas cohesivas mucho mayores que las fuerzas cohesivas de un gas.
Se dice que la cohesión parece ser la causa predominante de la viscosidad en un líquido, por otro lado, un gas tiene fuerzas cohesivas muy pequeñas.
Densidad
La densidad de un líquido se define como su cantidad de masa por unidad de volumen.
Además podemos decir, que cuando aumenta la temperatura la densidad sueletambién aumentar y cuando la presión aumenta la densidad también. Las unidades de la densidad son (lbm/ft3) ó (lbm/gal3).
También se habla de la densidad relativa de una sustancia, la cual es la relación entre su densidad o su peso específico, el cual es el peso por unidad de volumen, con aquellos correspondientes al agua.
Tensión Superficial
En la interfase entre un líquido y un gas, o dos...
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