Mecanica De Fluidos

TEMA 3 Dinámica de fluidos viscosos

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Física y Mecánica de las Construcciones

3.1. Introducción: viscosidad y tipos de fluidos viscosos
VISCOSIDAD µ:

FLUDIOS VISCOSOS: Hay que tener en cuenta las fuerzas de rozamiento: - entre partículas del fluido - entre partículas y paredes limítrofes

3.1. Introducción: viscosidad y tipos de fluidos...

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Física y Mecánica de lasConstrucciones

Dependiendo de las fuerzas viscosas:

REGIMEN LAMINAR O DE POISEUILLE: - movimiento ordenado: capas paralelas sin mezcla - velocidades pequeñas - teoría desarrollada

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Física y Mecánica de las Construcciones

Dependiendo de las fuerzas viscosas:

REGIMEN TURBULENTO O DE VENTURI: - movimiento desordenado:mezcla entre capas - grandes velocidades

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Física y Mecánica de las Construcciones

EXPERIMENTOS DE OSBORNE REYNOLDS EN 1883: Demostración de las características de los dos regímenes de un fluido viscoso: Tinta inyectada en tubería con agua: - VELOCIDADES BAJAS: el filamento no varía en tubo - VELOCIDADES ALTAS: el filamento se rompey se mezcla con el agua

3.1. Introducción: viscosidad y tipos de fluidos...

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Conclusiones de los experimentos: número adimensional de Reynolds

ρV D V D Re = = µ υ

V : velocidad media

D : parámetro de distancia,
diámetro de tubería

µ:
RÉGIMEN LAMINAR

viscosidad dinámica

Re p 2300
TRANSICIÓN A RÉGIMEN TURBULENTO

µ υ =: viscosidad cinemática ρ

Re f (2300 − 4000)
3.1. Introducción: viscosidad y tipos de fluidos...
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VISCOSIDAD: invalidada suposición de distribución uniforme de velocidades

∂V :variación velocidad en dirección transversal al movimiento ∂n

τ:

fuerzas cortantes o de cizalla, opuestas al movimiento

∂V τ = F( ) ∂n

- FLUIDOSNEWTONIANOS - FLUIDOS NO NEWTONIANOS

3.1. Introducción: viscosidad y tipos de fluidos...

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a) FLUIDOS NEWTONIANOS: LEY DE NEWTON:

∂V τ = −µ ∂n
CURVAS DE CORRIENTES, CURVAS REOLÓGICAS O REOGRAMAS:

Agua, aire, productos petrolíferos....
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3.1. Introducción: viscosidad y tipos de fluidos...

Física y Mecánica de las Construccionesb) FLUIDOS NO NEWTONIANOS

⎛ ∂V ⎞ τ = K⎜ ⎟ ⎝ ∂n ⎠

n

No siguen la ley de Newton: pastas, lodos, polímeros de alta densidad

n f1

n =1

n p1

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b) FLUIDOS NO NEWTONIANOS

COMPORTAMIENTO PSEUDOPLÁSTICO: - Elevada viscosidad - Disminuye resistencia al aumentar la cizalladura -EJEMPLOS: tinta de impresión, polímeros, mermelada.....

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b) FLUIDOS NO NEWTONIANOS

COMPORTAMIENTO DILATANTE: - Aumento de resistencia al aumentar la cizalladura - Valor casi infinito de la viscosidad - EJEMPLOS: arena húmeda, almidón en agua.....

3.1. Introducción: viscosidad ytipos de fluidos...

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Física y Mecánica de las Construcciones

b) FLUIDOS NO NEWTONIANOS

COMPORTAMIENTO PLÁSTICO O LINEAL DE BINGHAM: - Similares a los pseudoplásticos - Tensión mínima para que exista deformación continua - EJEMPLOS: pasta dentrífica, pomadas, chocolate, grasas.....

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VISCOSIDAD DINÁMICA:

µ ( N ⋅ s ⋅ m −2 )

Dependiente de temperatura y presión:

Líquidos: al aumentar T disminuye cohesión entre moléculas

Gases: número de choques aumenta con T
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3.1. Introducción: viscosidad y tipos de fluidos...

Física y Mecánica de las Construcciones

VISCOSIDAD DINÁMICA:

µ ( N ⋅ s ⋅ m −2 )

LÍQUIDOS: Ley de Andrade:

µ = Ae − BT
GASES:...