ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE MECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL MECÁNICA DE FLUIDOS Ing. ELVIS ARGUELLO TEMA: DIAGRAMA REOLÓGICO – FLUIDOS NEWTONIANOS Y NO NEWTONIANOS INTEGRANTES: MÓNICA CALLAY JUAN TIERRA BYRON VILLAVICENCIO JAVIER VELA FREDDY PINTAG WILSON QUINTO JEFFERSON AYALA SEXTO “A”
MARZO – AGOSTO 2014
Es la ciencia que estudia el comportamiento de los fluidos en reposo o en movimiento, y la interacción de estos con sólidos o con otros fluidos en las fronteras.
Son cuerpos cuyas partículas constituyentes poseen gran movilidad, debido a la escasa cohesión que presentan además de ser sustancias en la fase líquida o gaseosa se conoce como fluido, y fluyen cuando sobre ellos actúa un esfuerzo cortante y pueden poseer la propiedad de tomar la forma del recipiente que lo contiene.
Estudia que en cada punto de un fluido en movimiento exista un esfuerzo cortante y un gradiente de velocidad, sugiere que estas magnitudes pueden relacionarse. Es la gráfica viscosidad.
τ
vs
, que sirve para identificar el tipo de fluido en función de la
En el diagrama reológico, la pendiente de la curva tensión tangencial frente a la velocidad de deformación es la viscosidad del fluido. Si la pendiente es constante, se tiene un fluido newtoniano, y a los fluidos de comportamiento reológico no lineal se les denomina “no newtoniano”.
Un fluido newtoniano es un fluido cuya viscosidad puede considerarse constante en el tiempo. Es aquel que, sometido a un esfuerzo tangencial o cortante, se deforma con una velocidad que es directamente proporcional al esfuerzo aplicado.
Es decir: si se aplica un esfuerzo tangencial a un fluido newtoniano, este se pondrá en movimiento sin importar cuán pequeño sea el esfuerzo tangencial y se generará una cierta distribución de velocidad en el fluido. Ese esfuerzo tangencial y el gradiente de velocidad que se produce serán directamente proporcionales, a la constante de proporcionalidad se la define como viscosidad.
La representación de un fluido newtoniano en el diagrama reológico, es una recta que pasa por el origen, los fluidos muy viscosos son rectas de gran pendiente, y los poco viscosos son rectas de poca pendiente. Los fluidos más comunes tales como el agua, el aire y la gasolina son newtonianos en condiciones normales. ·
Es la tensión tangencial ejercida en un punto del fluido o sobre una superficie sólida en contacto con el mismo, tiene unidades de tensión o presión ([Pa.]). Es la viscosidad del fluido, y para un fluido newtoniano depende sólo de la temperatura, puede medirse en [Pa/s]
es el gradiente de velocidad perpendicular a la dirección al plano en el que estamos calculando la tensión tangencial.
Aceite
Agua
Alcohol
Gasolina
Un fluido no newtoniano es aquel fluido cuya viscosidad varía con la temperatura y la tensión cortante que se le aplica. Como resultado, un fluido no-newtoniano no tiene un valor de viscosidad definido y constante, a diferencia de un fluido newtoniano. Estos fluidos se pueden caracterizar mejor mediante otras propiedades reológicas, propiedades que tienen que ver con la relación entre el esfuerzo y los tensores de tensiones bajo diferentes condiciones de flujo, tales como condiciones de esfuerzo cortante oscilatorio Puget.
Los fluidos en los cuales el esfuerzo de corte no es directamente proporcional a la relación de deformación son no newtonianos. Estrictamente hablando la definición de un fluido es válida solo para materiales que tienen un esfuerzo de deformación cero. Por lo común, los fluidos no newtonianos se clasifican con respecto a su comportamiento en el tiempo, es decir, pueden ser dependientes del tiempo o independientes del mismo.
Pinturas y barnices. Mermeladas y jaleas. Mayonesa y manteca. Dulce de leche y la miel. Soluciones de agua con arcillas y carbón. La sangre human
Si se considera un fluido en donde sus partículas pueden moverse sin interaccionar unas con otras, se comporta de tal manera que en su movimiento no hay transferencias entre partículas; su representación en el diagrama reológico es el eje horizontal: en el proceso de flujo no hay ningún tipo de esfuerzo tangencial; con este tipo de comportamiento el fluido se denomina ideal.
Se comporta como un fluido newtoniano, pero tiene una tensión tangencial umbral, por debajo de la cual el fluido no fluye; sometido a tensiones tangencial mayores que el umbral, existe una deformación continua, que es proporcional a la tensión aplicada. En el diagrama reológico un plástico de Bingham está representado por una recta de determinada pendiente que se inicia en la tensión umbral. Este tipo de comportamiento, lo suelen tener los fluidos empleados en alimentación: mayonesa, mostaza, margarina.
Bajo tensiones tangenciales pequeñas fluye con dificultad, pero conforme se aumenta las tensiones de corte, el proceso de fluir mejora, es decir va disminuyendo la viscosidad; en el diagrama reológico un pseudoplástico está representado por una curva que pasa por el origen, monótona decreciente, es decir, de viscosidad (pendiente) continuamente decreciendo con el aumento de tensión aplicada. Este comportamiento, es el que tiene las suspensiones, en donde en el seno de un fluido hay una cierta densidad de partículas sólidas: a tensiones tangenciales bajas, las partículas sólidas siguen homogéneamente repartidas, y conforme aumentan las tensiones tangenciales, éstas orientan las partículas sólidas con el flujo, y la suspensión baja su viscosidad.
Tiene un comportamiento reológico con dos componentes: una componente de sólido elástico a través del módulo de elasticidad de cizalla, y una componente de fluido viscoso a través de su coeficiente de viscosidad. Los polímeros de peso molecular elevado, se comportan como fluido viscoelástico: bajo pequeños esfuerzos, el comportamiento es prácticamente de sólido elástico, al tenerse grandes agrupaciones de macromoléculas; cuando se fuerza el proceso de fluir, el flujo orienta longitudinalmente las macromoléculas, y el comportamiento es prácticamente como un fluido.
Su proceso de deformación continua bajo esfuerzos tangenciales es menos acusado conforme aumentan los citados esfuerzos; en un diagrama reológico su comportamiento está representado por una curva que pasa por el origen, monótona creciente, es decir, de viscosidad continuamente creciente con el aumento de la tensión tangencial aplicada. Es lo que ocurre en las emulsiones, en donde el movimiento relativo entre partículas, originado por el flujo hace que aumenten las uniones dipolares, con lo que aumenta la viscosidad.
http://mecanicadefluidosft.blogspot.com/2011_09_01_archive.html
http://www.docstoc.com/docs/121284627/Mec%EF%BF%BDnica-de-Fluidos--PowerPoint
http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/conceptosbasicosmfluidos/nonewt onianos/nonewtonianos.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido_no_newtoniano
http://andrescore8.wordpress.com/segundo-corte/fluido-no-newtoniano/
http://www.slideshare.net/JulioNP/fluidos-no-newtonianos-9406990