Fluidos No Newtonianos

Índice
Introducción Viscosidad

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Definición de reología

Clasificación

Utilidades

Fluidos no newtonianos

Introducción
Los fluidos son unas constante de nuestro día a día, nos rodean, los respiramos, nos alimentamos de ellos, pero ¿Qué es un fluido? Hemos definido un fluidocomo una sustancia que se deforma continuamente bajo la acción de un esfuerzo cortante, siendo un esfuerzo cortante la componente de la fuerza tangente a una superficie dividida por el área de la superficie (En ausencia de este no hay deformación). Y es capaz de fluir debido a la fuerza de cohesión de las moléculas de dicha sustancia. Los fluidos se pueden clasificar en forma general, según larelación que existe entre el esfuerzo cortante aplicado y la rapidez de deformación resultante. Aquellos fluidos donde el esfuerzo cortante es directamente proporcional a la rapidez de deformación se denominan fluidos newtonianos. La mayor parte de los fluidos comunes como el agua, el aire, y la gasolina son prácticamente newtonianos bajo condiciones normales. El término no newtoniano se utiliza paraclasificar todos los fluidos donde el esfuerzo cortante no es directamente proporcional a la rapidez de deformación, o como ya veremos mas adelante, no cumplen la ecuación de newton para la viscosidad. También los podemos clasificar de una forma mucho mas general, líquidos y gases, pero aquí nos centraremos en la primera definición.

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Fluidos no newtonianos

Viscosidad
Cuando un fluidoes sometido a un esfuerzo tangencial, este desliza hasta otra posición, lo que produce un movimiento relativo entre las partículas que componen dicho fluido. Los fluidos reales oponen una resistencia a estos deslizamientos, debido a que al moverse unas partículas respecto a otras, se producen rozamientos entre ellas. Un fluido perfecto es aquel que no opone ninguna resistencia ante un esfuerzotangencial. Esta oposición de los fluidos a las deformaciones tangenciales es lo que se conoce como viscosidad. Por lo tanto, un fluido perfecto queda definido como aquel cuya viscosidad es 0. Para explicar este concepto, recurrimos al dibujo de la portada,

Suponemos dos placas paralelas infinitas separadas por una distancia L. La placa superior se mueve a una velocidad V, y la inferior se mantieneen reposo. El fluido que se encuentra entre ambas se movera con una velocidad creciente de abajo hacia arriba(desde v=0, hasta v=V). Cada una de esas velocidades corresponde a una lámina del fluido. A su vez estas velocidades dependerá de la distancia de la lámina de fluido a las placas, y el aumento de la velocidad puede suponerse lineal. Ahora cogemos un porción (A) de la superficie de lasplacas. El esfuerzo que la placa realiza sobre el fluido(se puede generalizar con, el esfuerzo que realiza el fluido en 1, sobre el fluido en 2 a traves del area A, es: , y generalizando:

Siendo

la viscosidad dinámica

Sabiendo que el valor de la tension tangencial es , resulta que , de lo cual obtenemos
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Fluidos no newtonianos

De la anterior fórmula deducimos que la viscosidaddinámica es una magnitud cuya medida expresa la relación entre el esfuerzo tangencial y el gradiente de velocidades en dirección perpendicular. Cabe destacar la importancia de una formula antes mencionada ( ), tambien conocida como fórmula de newton para la viscodidad, ya que será la que marcará la diferencia entre fluidos newtonianos y no newtonianos. Si bien la viscosidad dinámica es un concepto muyútil, a la hora de usarlo en aplicaciones técnicas, se suele usar mas a menudo la viscosidad cinemática ( ), esta se obtiene a partir de , siendo sus dimensiones

La viscosidad depende de la temperatura y de las características del fluido, se suele obtener a partir de tablas como la siguiente.

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Fluidos no newtonianos

Definición de reología
Es de mencionar la importancia de la...