Liquidos Polimericos

LÍQUIDOS POLIMÉRICOS

Presentado por:
LUIS GUARDIOLA MEZA
CARLOS DOMINGUEZ

Docente:
Ph.D MEHRAH MEHRVAR

Asignatura:
MECÁNICA DE FLUIDOS

UNIVERSIDAD DE CARTAGENA
FACULTA DE INGENIERÍA
MAESTRÍA INGENIERÍA AMBIENTAL
CARTAGENA DE INDIAS D. T. Y C.
25 de Mayo de 2012

LIQUIDOS POLIMERICOS

Ejemplo de comportamiento de líquidos poliméricos

LÍQUIDOS POLIMÉRICOS
8.1Comportamiento de líquidos poliméricos
Los líquidos poliméricos contienen moléculas muy pesadas, con pesos
moleculares entre 100 000 y 100 000 000 y presentan muchos grados de libertad
internos por lo tanto la relación constitutiva lineal de Newton es inadecuada para
describir el flujo de estos, de hecho existen diversos experimentos que claramente
indican que el comportamiento exhibido por loslíquidos poliméricos es diferente al
de los newtonianos

Flujo laminar en estado estacionario en tubos circulares

Fig. 8.1-1 Flujo laminar en tubo circular para un liquido newtoniano y un
líquido polimérico

Fluido newtoniano

Líquido Polimérico

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Ejemplo de comportamiento de líquidos poliméricos

Recuperación después de suspender el flujo estacionario enun tubo circular
El experimento inicia con un fluido en reposo en un tubo circular y, con una jeringa
trazamos radialmente una línea de pigmento en el fluido, luego bombeamos el
fluido y observamos cómo se deforma el pigmento

Figura 8.1-2 Efecto de memoria desvaneciente

La recuperación del fluido polimérico es una manifestación de elasticidad, la cual
debe hacer parte de la expresiónpara el tensor de esfuerzo y de esta forma lograr
una descripción completa del fluido polimérico

Efectos del “esfuerzo normal”

Figura 8.1-2 Efecto Weissenberg de ascenso en una varilla
.

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Figura 8.1-2 Efecto de instalar un disco giratorio en
el fo ndo del recipiente

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Ejemplo de comportamiento de líquidos poliméricos

Sifón sin tubo
En el fluidonewtoniano al sacar del liquido el tubo del sifón se detiene la
aspiración, mientras que el líquido polimérico continua incluso si el sifón se eleva
varios centímetros por encima del nivel del líquido, también es posible observar un
efecto de hinchamiento al salir el líquido del tubo.

8.2 Reometría y funciones del material.
Mientras que los fluidos newtonianos incompresibles solo requierenconocer la
viscosidad para describir su respuesta mecánica, para los líquidos no newtonianos
es posible medir diversas funciones del material

Flujo cortante estacionario simple
Figura 8.2-1 Flujo cortante estacionario simple entre
Láminas paralelas con velocidad de corte . Para fluidos
newtonianos en este flujo, xx = yy = zz = 0, pero para los
no newtonianos los esfuerzos normales sondiferentes de
cero y desiguales.

Para
fluidos
no
newtonianos
incompresibles, los esfuerzos normales son diferentes de cero y distintos. Para
estos fluidos suele definirse tres funciones de material como sigue:

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Ejemplo de comportamiento de líquidos poliméricos

1 es el primer coeficiente del esfuerzo
normal y 2 es el segundo coeficiente del esfuerzonormal, estas tr es cantidades
son función de la velocidad de corte. ..
Cuando 1( ) es positiva se presenta tensión en el fluido en la dirección de flujo
(dirección x), siendo esto responsable del efecto weissenberg mientras que 2( )
negativa el fluido presenta tensión en dirección transversal (dirección z)

Movimiento oscilatorio de pequeña amplitud
Para este caso se aplica un esfuerzocortante oscilatorio de pequeña amplitud. Si
la separación de la lámina es muy pequeña y la viscosidad del fluido es muy alta,
entonces el perfil de velocidad será casi lineal, de este modo la distribución de
velocidad está dada por
donde 0 es la amplitud de la
desviación de la velocidad de corte.
El esfuerzo cortante necesario para mantener la oscilación es de la forma
(8.2-4)
Donde ...