Mecanica De Fluyidos

1-. REOLOGIA

La Reología es una disciplina científica que se dedica al estudio de la deformación y flujo de la materia o, más precisamente, de los fluidos. La palabra reología proviene del griego ρειν la cual significa fluir.

A pesar de que la Reología pudiera cubrir todo lo que tiene que ver con los comportamientos de flujo en aeronáutica, mecánica de fluidos einclusive la mecánica de sólidos, el objetivo de la Reología está restringido a la observación del comportamiento de materiales sometidos a deformaciones muy sencillas. Por medio de la observación y del conocimiento del campo de deformación aplicado, el reólogo puede en muchos casos desarrollar una relación constitutiva o modelo2 matemático que permite obtener, enprincipio, las funciones materiales o
Propiedades que caracterizan el material.

Las funciones materiales y relaciones constitutivas tienen varios usos en la práctica, dependiendo del objetivo del estudio de cada tipo de material. En tal sentido pueden distinguirse dos objetivos principales:

1. Predecir el comportamiento macroscópico del fluido bajo condiciones deproceso para lo cual se hace uso de las relaciones constitutivas y de las funciones materiales.

2. Estudiar de manera indirecta la microestructura del fluido y evaluar el efecto de varios factores sobre dicha microestructura. Para esto se comparan las funciones materiales o propiedades reológicas.

Los fluidos que son del interés de la Reología presentanuna gama de comportamientos que van desde el viscoso Newtoniano hasta el sólido elástico de Hooke, que serán definidos más adelante. Dentro de esta categoría pueden conseguirse innumerables materiales tales como el yogurt, la mayonesa, la sangre, las pinturas, las grasas y muchos más.

[pic]
Relación entre esfuerzo y deformación en un sólido. Para unascondiciones dadas de presión y temperatura, el material responde a la aplicación de un esfuerzo primero con una deformación elástica (reversible, cuyo trabajo se acumula en forma de energía potencial) que es directamente proporcional al esfuerzo; luego con una deformación plástica (irreversible, que se disipa en forma de calor), que crece más deprisa que el esfuerzo; y por último, con una deformación rígida(rotura), que a diferencia de las anteriores, rompe la continuidad original del material.
Se denomina reología, palabra introducida por Eugene Bingham en 1929, al estudio de la deformación y el fluir de la materia.

Una definición más moderna expresa que la reología es la parte de la física que estudia la relación entre el esfuerzo y la deformación en los materiales que son capacesde fluir. La reología es una parte de la mecánica de medios continuos. Una de las metas más importantes en reología es encontrar ecuaciones constitutivas para modelar el comportamiento de los materiales. Dichas ecuaciones son en general de caracter tensorial.

Las propiedades mecánicas estudiadas por la reología se pueden medir mediante reómetros, aparatos que permiten someter al materiala diferentes tipos de deformaciones controladas y medir los esfuerzos o viceversa. Algunas de las propiedades reológicas más importantes son:

▪ Viscosidad aparente (relación entre esfuerzo de corte y velocidad de corte)
▪ Coeficientes de esfuerzos normales
▪ Viscosidad compleja (respuesta ante esfuerzos de corte oscilatorio)
▪ Módulo de almacenamiento y módulo de pérdidas(comportamiento viscoelástico lineal)
▪ Funciones complejas de viscoelasticidad no lineal
Los estudios teóricos en reología en ocasiones emplean modelos microscópicos para explicar el comportamiento de un material. Por ejemplo en el estudio de polímeros, éstos se pueden representar como cadenas de esferas conectadas mediante enlaces rígidos o elásticos.
2-. Fluidos Newtonianos
Un fluido newtoniano es...