reología

1. UNIDAD 1
Conceptos Fundamentales
Definición de fluido:
Es una sustancia que se deforma continuamente cuando se somete a un esfuerzo cortante,
sin importar que pequeño sea ese esfuerzo.
La viscosidad de un fluido
Es aquella propiedad fisicoquímica del fluido que ofrece resistencia al corte o afluir.
dy
dv

 
La ecuación anterior se denomina la ley de de la viscosidad de Newton, que dada una
rapidez de deformación angular en el fluido, el esfuerzo cortante es proporcional a la
viscosidad del fluido.
Los plásticos y los sólidos se excluyen de la definición de fluidos porque estos no se
deforman continuamente, se deforman solo con la aplicación de un esfuerzo constante
considerable.

2. Clasificación de los fluidos de acuerdo a su viscosidad.
Fluidos Newtonianos: siguen una relación lineal entre la relación de deformación y la
magnitud del esfuerzo cortante.
Fluidos No Newtonianos: no siguen una relación lineal entre la relación de deformación y
la magnitud del esfuerzo cortante.
Fluidos Plástico Ideal: necesitan un esfuerzo inicial definido y después sigue una relación
lineal ejemplos son la salsa de tomate y la crema dental
dy
dv


 
 0
Fluidos Tixotrópicos: tienen una movilidad que depende de la deformación anterior de la
sustancia y tiende a sentarse o quedarse en reposo ejemplo son tinta de impresión, jugos de
papaya entre otros.
necesitan un esfuerzo inicial definido y después sigue una relación lineal ejemplos son la
salsa de tomate y la crema dental
La viscosidad según la naturaleza del fluido
El agua y el aire tienen viscosidades pequeñas
Temp. 5C viscosidad del agua 1,522x10-3 N.S/m2
Temp. 10C viscosidad del aire 1,77x10-5 N.S/m2
Aceites, breas y derivados del petróleo tienen viscosidades altas
Viscosidad del Petróleo a 25C 1,07x10-1 N.S/m2
Viscosidad de la glicerina a 25 C 9,6x10-1 N.S/m2

3. Influencia de la temperatura en la viscosidad
Viscosidad de gases (mayor) aumenta con la temperatura, esto es por las fuerzas de
cohesión que se dilatan con el aumento de temperatura originan un mayor choque entre
moléculas disminuyendo el movimiento entre moléculas.
La ecuación de Chapman y Enskong se puede utilizar para predecir viscosidades para gases
con variación de temperatura.
2
002669
,
0


MT
 Donde:  es el diámetro molecular.
Viscosidad de líquidos (menor) disminuye con la temperatura esto es por que las fuerzas de
cohesión disminuyen a nivel molecular lo que origina una mejor fluidez o movimiento de
los fluidos.
Para predecir valores de viscosidad para líquidos con la temperatura se sugiere consultar
el libro: Propiedades de gases y líquidos de Robert C. Reíd, Capitulo 9.
Viscosidad dinámica (  ), es la que tiene un fluido que se mueve por acción de un esfuerzo
cortante y es dada por la ley de la viscosidad de Newton y se denota con la letra griega my
(  ).
dy
dv

 
Viscosidad cinemática ( ), es la relación de la viscosidad dinámica con la densidad del
fluido y se denota con la letra griega ny ( ).


 
Unidades de la viscosidad dinámica
(SI) N*S/m2 , Pa*s kg/m*s kg/m*s
(Ingles) lb*S/pies2 , slug/pies*s
(cgs) poise= dina *S/cm2 = g/cm*s = 0,1 Pa*s
Unidades de la viscosidad cinemática
(SI) m2 /s
(Ingles) pies2 /s
(cgs) stoke = 100centistoke = 1x10-6 m2 /s
Tarea
1. Definir que es reología, tipos de fluidos, métodos y equipos para medir viscosidad.

4. 2. Propiedades fisicoquímicas como tensión superficial, peso especifico, gravedad
especifica, densidad y densidad relativa.
3 Compresibilidad.
La compresibilidad representa la relación entre los cambios de volumen y los cambios de presión a
que esta sometido un fluido. Las variaciones de volumen pueden relacionarse directamente con
variaciones de la masa específica si la cantidad de masa permanece constante. En general se
sabe que en los fluidos la masa especifica depende tanto de la presión como de la temperatura de
acuerdo a al ecuación de estado.
4 Presión de vapor.
Los fluidos en fase liquida o gaseosa dependiendo de las condiciones en que se encuentren. Las
sustancias puras pueden pasar por las cuatro fases, desde sólido a plasma, según las condiciones
de presión y temperatura a que estén sometidas. Se acostumbra designar líquidos a aquellos
materias que bajo las condicione normales de presión y temperatura en que se encuentran en la
naturaleza están en esa fase.
Cuando un liquido se le disminuye la presión a la que esta sometido hasta llegar a un nivel en el
que comienza a bullir, se dice que alcanzado la presión de vapor. Esta presión depende de la
temperatura. Así por ejemplo, para el agua a 100°C, la presión es de aproximadamente de 1 bar,
que equivale a una atmósfera normal. La presión de vapor y la temperatura de ebullición están
relacionadas y definen una línea que separa al líquido de una misma sustancia en un grafico de
presión y temperatura.
5 Tensión superficial.
Se ha observado que entre la interfase de dos fluidos que no se mezclan se comportan como si
fuera una membrana tensa. La tensión superficial es la fuerza que se requiere para mantener en
equilibrio una longitud unitaria de esta película. El valor de ella dependerá de los fluidos en
contacto y de la temperatura. Los efectos de la superficial solo apreciables en fenómenos de
pequeñas dimensiones, como es el caso de tubos capilares, burbujas, gotas y situaciones
similares.
Según Bonifacio Fernández L. Las propiedades de los fluidos se dividen en extensivas y
mecánicas; de las cuales se derivan otras tomando en cuenta diversos factores.

5. 6 Valores típicos de las propiedades de fluidos más usuales.
Según el autor Bonifacio Larrañaga Fernández las propiedades de los fluidos son:
Peso especifico. Tensión
Viscosidad Compresibilidad
Presión
Propiedad Designación Unidades Valores
Agua Aire
Masa especifica
Viscosidad
Calor especifico
Presión de vapor (20°)
Tensión Superficial


Cp
Pb

kg/m3
g/ms
J/kg°K
bar
mN/m
1.000
1,0
4.200
0,023
72,8
1,2
0,02
1.008
-
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