Reologia En Polimeros
Páginas: 7 (1589 palabras)
Publicado: 8 de octubre de 2012
REOLOGÍA EN POLÍMEROS
Se aplica para estudiar los fenómenos de flujo y deformación de materiales Poliméricos.
Las características reológicas de los polímeros presentan un espectro de comportamiento continuo, cuyo rango incluye el comportamiento de un perfecto sólido elástico en un extremo hasta el de un fluido newtoniano de los fluidos puramente viscosos en el otro.
Entre ambosextremos se encuentra el comportamiento de los materiales poliméricos como son el sólidos no elásticos, los fluidos no-Newtonianos y las sustancias viscoelásticas.
Es muy común representar las propiedades del flujo en función de la viscosidad aparente, las constantes del modelo de Bingham o las del modelo de la Potencia.
Algunas de las aplicaciones más importantes se realizan en la industriapetrolera, se relacionan con la selección y el diseño de fluidos para reducir las pérdidas de presión por fricción, para limpieza y suspensión de sólidos, para transmitir energía, para disminuir la erosión en el agujero y para mejorar la estabilidad de un fluido homogéneo.
Términos Reológicos Básicos.
Figura 1. Diagrama para mostrar las variables que actúan en reología.
EsfuerzoCortante.
Fuerza necesaria para mover una superficie de fluido. Las unidades de medida son Newton / m2 conocida como Pascal, otras unidades alternas son Dinas/cm2 y libras-fuerza/pulgada2.
Velocidad de Corte
Es la velocidad con que se mueve el fluido contenido entre dos superficies y la distancia de separación entre estas. Las unidades son en (m/s * m), por lo tanto se mide en s-1.Viscosidad
Es la relación entre el Esfuerzo de corte y la Velocidad de corte. Sus unidades son en Newton-s/m2 o Pascal-s, otra unidad común es el poise ( dinas-s/cm). 1 centipoise = 1 mPascal-s, o 1000 cp= 1 Pascal-s.
Para la mayoría de las soluciones la viscosidad no es constante sino que varía con la velocidad de corte, por lo que se les denomina como fluidos dependientes de lavelocidad de corte.
Para evaluar esta dependencia se requiere de conocer el perfil de viscosidad, para determinar a que modelo pertenece el comportamiento (ver figura 2).
Figura 2. Perfiles de Viscosidad y Modelos Reológicos característicos.
Los fluidos como el agua y el aceite presentan un comportamiento directamente proporcional entre el Esfuerzo de corte y la Velocidad de Corte y seles conoce como fluidos Newtonianos porque presentan una Viscosidad constante.
La mayoría de los fluidos de perforación se comportan como Pseudoplásticos, lo cual significa que un aumento en la Velocidad de corte produce una disminución de la Viscosidad y por el contrario una disminución en la Velocidad de corte genera una incrementa de la Viscosidad.
En soluciones poliméricas esto se debe ala alineación de las cadenas en la dirección del flujo.
Algunas suspensiones concentradas se consideran Dilatántes, aunque son muy raras. Se caracterizan porque aumentan su Viscosidad al incrementar la Velocidad de deformación.
El plástico de Bingham presenta un Esfuerzo de corte crítico que se debe exceder antes de empezar a fluir y luego se comporta como un fluido Newtoniano. Este esfuerzode corte se denomina como el punto de Cedencia (yield point). Este modelo tiene mucha aplicación en la industria petrolera para caracterizar los fluidos con que se trabaja en las condiciones de perforación.
Otro modelo que se utiliza mucho en la práctica para fluidos Pseudoplásticos es el de Ostwals- DeWaele-Nutting o de la Ley de la Potencia.
Si un fluido presenta un punto de Cedencia yluego un comportamiento Pseudoplástico, se le conoce como modelo de Ellis.
Además de los fluidos que responden a la Velocidad de deformación, también hay fluidos que presentan efectos que dependen del tiempo. Aquí la Viscosidad tiende a disminuir con el Esfuerzo de corte mientras se aplica una Velocidad de corte constante, (ver la figura 3).
Los fluidos Tixotrópicos presentan una...
Se aplica para estudiar los fenómenos de flujo y deformación de materiales Poliméricos.
Las características reológicas de los polímeros presentan un espectro de comportamiento continuo, cuyo rango incluye el comportamiento de un perfecto sólido elástico en un extremo hasta el de un fluido newtoniano de los fluidos puramente viscosos en el otro.
Entre ambosextremos se encuentra el comportamiento de los materiales poliméricos como son el sólidos no elásticos, los fluidos no-Newtonianos y las sustancias viscoelásticas.
Es muy común representar las propiedades del flujo en función de la viscosidad aparente, las constantes del modelo de Bingham o las del modelo de la Potencia.
Algunas de las aplicaciones más importantes se realizan en la industriapetrolera, se relacionan con la selección y el diseño de fluidos para reducir las pérdidas de presión por fricción, para limpieza y suspensión de sólidos, para transmitir energía, para disminuir la erosión en el agujero y para mejorar la estabilidad de un fluido homogéneo.
Términos Reológicos Básicos.
Figura 1. Diagrama para mostrar las variables que actúan en reología.
EsfuerzoCortante.
Fuerza necesaria para mover una superficie de fluido. Las unidades de medida son Newton / m2 conocida como Pascal, otras unidades alternas son Dinas/cm2 y libras-fuerza/pulgada2.
Velocidad de Corte
Es la velocidad con que se mueve el fluido contenido entre dos superficies y la distancia de separación entre estas. Las unidades son en (m/s * m), por lo tanto se mide en s-1.Viscosidad
Es la relación entre el Esfuerzo de corte y la Velocidad de corte. Sus unidades son en Newton-s/m2 o Pascal-s, otra unidad común es el poise ( dinas-s/cm). 1 centipoise = 1 mPascal-s, o 1000 cp= 1 Pascal-s.
Para la mayoría de las soluciones la viscosidad no es constante sino que varía con la velocidad de corte, por lo que se les denomina como fluidos dependientes de lavelocidad de corte.
Para evaluar esta dependencia se requiere de conocer el perfil de viscosidad, para determinar a que modelo pertenece el comportamiento (ver figura 2).
Figura 2. Perfiles de Viscosidad y Modelos Reológicos característicos.
Los fluidos como el agua y el aceite presentan un comportamiento directamente proporcional entre el Esfuerzo de corte y la Velocidad de Corte y seles conoce como fluidos Newtonianos porque presentan una Viscosidad constante.
La mayoría de los fluidos de perforación se comportan como Pseudoplásticos, lo cual significa que un aumento en la Velocidad de corte produce una disminución de la Viscosidad y por el contrario una disminución en la Velocidad de corte genera una incrementa de la Viscosidad.
En soluciones poliméricas esto se debe ala alineación de las cadenas en la dirección del flujo.
Algunas suspensiones concentradas se consideran Dilatántes, aunque son muy raras. Se caracterizan porque aumentan su Viscosidad al incrementar la Velocidad de deformación.
El plástico de Bingham presenta un Esfuerzo de corte crítico que se debe exceder antes de empezar a fluir y luego se comporta como un fluido Newtoniano. Este esfuerzode corte se denomina como el punto de Cedencia (yield point). Este modelo tiene mucha aplicación en la industria petrolera para caracterizar los fluidos con que se trabaja en las condiciones de perforación.
Otro modelo que se utiliza mucho en la práctica para fluidos Pseudoplásticos es el de Ostwals- DeWaele-Nutting o de la Ley de la Potencia.
Si un fluido presenta un punto de Cedencia yluego un comportamiento Pseudoplástico, se le conoce como modelo de Ellis.
Además de los fluidos que responden a la Velocidad de deformación, también hay fluidos que presentan efectos que dependen del tiempo. Aquí la Viscosidad tiende a disminuir con el Esfuerzo de corte mientras se aplica una Velocidad de corte constante, (ver la figura 3).
Los fluidos Tixotrópicos presentan una...
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