FLUIDO: Un fluido es una sustancia que se deforma continuamente bajo...

FLUIDO:
Un fluido es una sustancia que se deforma continuamente bajo la acción de una fuerza cortante o esfuerzo.
Toda la materia en la naturaleza existe en dos estados: solido o fluido. Los fluidos comprenden tanto a los
líquidos los cuales cambian fácilmente de forma, pero no de volumen, como a los gases los cuales cambian
fácilmente de forma y volumen.
Las propiedades de los fluidos caracterizan el estado o condición de un fluido, y representan de forma
macroscópica la estructura microscópica (molecular) y el movimiento. Alguna de estas propiedades son:
• Densidad
• Volumen especifico
• Peso específico
• Densidad relativa
• Presión
• Temperatura
• Viscosidad
Los fluidos pueden clasificarse como newtonianos y no newtonianos. En los primeros existe una relación
lineal entre la magnitud del esfuerzo cortante aplicado y la rapidez de deformación resultante. De esto
podemos deducir que si consideramos un fluído determinado para el cual tomamos datos del tiempo de
deformación bajo diferentes esfuerzos aplicados, deducimos las velocidades de deformación resultante y
hacemos la gráfica que determinan dichos puntos, obtendremos una línea recta.
Grafica
En los fluidos no newtonianos esa relación no es lineal. Algunos otros fluidos se comportan de una manera
conocida como plástica, no empiezan a fluir hasta que se haya aplicado un cierto esfuerzo (esfuerzo de
cedencia). También existen las sustancias tixotrópicas cuya viscosidad depende de la deformación angular
inmediatamente anterior de la sustancia y tiende a solidificarse cuando se encuentra en reposo.
Muchos fluidos tales como el aire y otros gases, el agua y la mayoría de las soluciones simples son
newtonianos, así como la mayoría de los productos derivados del petróleo. Las soluciones que contienen
cadenas largas de polímero así como lodos y suspensiones, generalmente son no newtonianos.
VISCOSIDAD:
Es la propiedad de un fluido mediante la cual ofrece resistencia al corte. La melaza es un ejemplo de un
liquido altamente viscoso, mientras que el agua y el aire tienen viscosidades muy pequeñas.
La viscosidad depende de las fuerzas de cohesión y la rapidez de la transferencia de cantidad de movimiento
entre moléculas. En un liquido las fuerzas de cohesión son mas grandes que en un gas debido a que las
moléculas se encuentran más próximas entre sí.
Al incrementarse la temperatura a un líquido, la cohesión disminuye y por lo tanto, también lo hace la
viscosidad. En los gases es diferente, pues, en estos las moléculas están más separadas entre sí, por lo cual la
viscosidad depende en mayor grado de la rapidez de transferencia de cantidad de movimiento, la cual, al
aumentar temperatura también aumenta, es decir aumenta la viscosidad.
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Los líquidos newtonianos fluyen como si ellos estuvieran separados en capas, deslizándose una sobre la otra
La ley de Newton para la viscosidad de un fluído newtoniano se expresa como:
= .
du/dy
grafica
donde, du/dy se puede interpretar como la rapidez con que una capa de fluido se mueve respecto a otra capa
adyacente, es la viscosidad del fluido y es el esfuerzo cortante.
Dichas capas tienen un espesor dy; la inferior se mueve a una veloscidad v y la superior a una velocidad v+dv
. La fuerza cortante entre las dos capas, puede expresarse como esfuerzo cortante o de rozamiento por
unidad de área en contacto.
= FR .
A*(dv/dy)
Donde:
FR: fuerza de rozamiento
A: área en contacto
La unidad inglesa de viscosidad es lb.s/pie2 ó slug/pie.s y la unidad en el sistema cgs, es llamada poise (P), es
igual a dina.s/cm2 ó g/cm.s.
En el sistema internacional, la unidad de viscosidad es kg/m.s ó N.s/m2, esta unidad es 10 veces más grande
que un poise2.
La viscosidad , se conoce normalmente con el nombre de viscosidad absoluta o viscosidad dinámica con el
fin de diferenciarla de la viscosidad cinemática , que es el cociente de la viscosidad dinámica entre la
densidad del fluido.
La viscosidad proporciona una manera de cuantificar los adjetivos espeso y fluido como se aplica a los
líquidos. Los líquidos espesos tienen una alta viscosidad y no fluyen con facilidad; lo contrario pasa con los
líquidos fluidos. La densidad de un fluido tiene que ver muy poco con lo espeso. El aceite de un motor
generalmente se considera como un líquido espeso, en particular cuando esta frío, pero es menos denso que el
agua.
FORMULA DE POISEUILLE
la velocidad del flujo de un fluído en un tubo depende de las dimensiones del tubo, de la viscosidad del fluído
y de la diferencia de presión entre los extremos del tubo. Para hallar la relación entre estas cantidades,
calculamos primero el flujo que pasa por cualquier punto de un tubo circular por unidad de tiempo.
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