esquema acerca de los fluidos y su clasificacion de acuerdo a sus caracteristicas

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO
Facultad de Química
UA: flujo de Fluidos
Tarea 1: “fluidos y su clasificación”
Realizado por:
Eder Yair Nolasco Terrón
18 de agosto de 2013
Grupo: 55 PE: IQ semestre: quinto

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Fluidos y su clasificación
Se denomina fluido a un tipo de medio continuo formado por alguna sustancia entre cuyas moléculas hay una fuerza de atracción
débil. Los fluidos se caracterizan por cambiar de forma sin que existan fuerzas restituidas tendentes a recuperar la forma "original"
(lo cual constituye la principal diferencia con un sólido deformable). Un fluido es un conjunto de partículas que se mantienen unidas
entre sí por fuerzas cohesivas débiles y/o las paredes de un recipiente; el término engloba a los líquidos y los gases.
Características de los fluidos:
a) Movimiento no acotado de las moléculas: Son infinitamente deformables, los desplazamientos que un punto material
o molécula puede alcanzar en el seno del fluido no están acotados. Esto se debe a que sus moléculas no tienen una posición
de equilibrio, como sucede en los sólidos donde la mayoría de moléculas ejecutan pequeños movimientos alrededor de sus
posiciones de equilibrio.
b) Compresibilidad: Todos los fluidos son compresibles en cierto grado. No obstante, los líquidos son altamente
incompresibles a diferencia de los gases que son altamente compresibles.
c) Viscosidad: aunque la viscosidad en los gases es mucho menor que en los líquidos. La viscosidad hace que la velocidad de
deformación puede aumentar las tensiones en el seno del medio continuo, es decir, nos permite predecir la velocidad de un
fluido y como este afecta al transporte de masa de un lugar a otro, sabiendo que intervienen variables como la densidad, la
temperatura y la presión
d) Distancia Molecular Grande: Esta es unas características de los fluidos la cual sus moléculas se encuentran separadas a
una gran distancia en comparación con los sólidos y esto le permite cambiar muy fácilmente su velocidad debido a fuerzas
externas y facilita su compresión.
e) Fuerzas de Van der Waals: Esta fuerza fue descubierta por el físico holandés Johannes Van der Waals, el físico encontró la
importancia de considerar el volumen de las moléculas y las fuerzas intermoleculares y en la distribución de cargas positivas
y negativas en las moléculas estableciendo la relación entre presión, volumen, y temperatura de los fluidos.
f) Ausencia de memoria de forma: es decir, toman la forma del recipiente que lo contenga, sin que existan fuerzas de
recuperación elástica como en los sólidos. Debido a su separación molecular los fluidos no poseen una forma definida por
tanto no se puede calcular su volumen o densidad a simple vista, para esto se introduce el fluido en un recipiente en el cual
toma su forma y así podemos calcular su volumen y densidad, esto facilita su estudio.

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La clasificación de un fluido depende de sus características físicas, es decir, se encuentra que los fluidos se pueden clasificar de
acuerdo al estado de la materia, por el perfil de velocidad que puedan presentar, si es régimen estático o dinámico, etc. A
continuación se presenta una tabla con la clasificación detallada de los tipos de fluidos presentes en la vida cotidiana y los más
usados en ingeniería:
1) De acuerdo al estado de la materia:
Se clasifican
en:
Gases
Se denomina gas al estado de agregación de la materia en el cual, bajo
ciertas condiciones de temperatura y presión, sus moléculas
intereaccionan solo débilmente entre sí, sin formar enlaces
moleculares, adoptando la forma y el volumen del recipiente que las
contiene y tendiendo a separarse, esto es, expandirse, todo lo posible por
su alta energía cinética. Los gases son fluidos altamente compresibles, que
experimentan grandes cambios de densidad con la presión y la
temperatura.
Liquidos
El líquido es un estado de agregación de la materia en
forma altamente incompresible (lo que significa que
su volumen es, muy aproximadamente, constante en un
rango grande de presión).Las moléculas de los líquidos
no están tan próximas como las de los sólidos, pero
están menos separadas que las de los gases. Los
líquidos presentan tensión
superficial y capilaridad, generalmente
se dilatan cuando se incrementa su temperatura y
pierden volumen cuando se enfrían, aunque sometidos
a compresión su volumen es muy poco variable a
diferencia de lo que sucede con otros fluidos como los
gases.

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2) De acuerdo a su viscosidad y a su esfuerzo cortante:
Se clasifican en:
Newtonianos
Un fluido newtoniano es un fluido cuya viscosidad puede
considerarse constante en el tiempo. Los fluidos newtonianos
son uno de los fluidos más sencillos de describir. La curva que
muestra la relación entre el esfuerzo o cizalla contra
su velocidad de deformación es lineal. El mejor ejemplo de este
tipo de fluidos es el agua. se rige por la ey de Newton del
esfuerzo cortante:
=− /
No Newtonianos
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. Como la viscosidad no es suficiente para
definir a estos tipos de fluidos, es necesario
clasificarlos de acuerdo a sus propiedades reologicas
que se dan en este hipervinculo:
Tipos de fluidos No Newtonianos

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3) De acuerdo a su velocidad de flujo regido por el Número de Reynolds:
se clasifican en :
Laminar ( <2000)
Se caracteriza porque el movimiento de las partículas
del fluido se produce siguiendo trayectorias bastante
regulares, separadas y perfectamente definidas dando
la impresión de que se tratara de laminas o capas mas
o menos paralelas entre si, las cuales se deslizan
suavemente unas sobre otras, sin que exista mezcla
macroscópica o intercambio transversal entre ellas.
Transición (2000< <4000)
Aqui no se sabe con exactitud que
tipo de fluido predomina mas, ya
que se comporta como fluido
laminar y turbulento, es decir, se
encuentran las placas laminares en
conjunto con pequeñas
irregularidades o torbellinos en el
mismo, por eso recibe el nombre de
transicion
Turbulento( >4000)
Este tipo de fluido es el mas usado
en ingenieria. En este tipo de flujo
las partículas del fluido se mueven
en trayectorias erráticas, es
decir, en trayectorias muy
irregulares sin seguir un orden
establecido, ocasionando la
transferencia de cantidad de
movimiento de una porción de
fluido a otra, de modo similar a la
transferencia de cantidad de
movimiento molecular pero a una
escala mayor.

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4) Debido a sus cambios de densidad con respecto al tiempo:
se clasifican en
compresibles
Es aquel en los cuales los cambios de densidad de un
punto a otro no son despreciables, por fuerzas externas o
variables termodinamicas, la densidad varia de acuerdo
con las condiciones del sistema, es decir:
/ ≠0
incompresibles
Es aquel en los cuales los cambios de densidad de un punto a otro son
despreciables, mientras se examinan puntos dentro del campo de
flujo, es decir, cumplen con la siguiente ecuacion:
/ =0
Lo anterior no exige que la densidad sea constante en todos los puntos.
Si la densidad es constante, obviamente el flujo es incompresible, pero
seria una condición mas restrictiva.

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5) Por la variación de velocidad con respecto al tiempo
se clasifican en
permanente(estacionario)
se caracteriza porque las condiciones de velocidad de escurrimiento en cualquier
punto no cambian con el tiempo, o sea que permanecen constantes o bien, si las
variaciones en ellas son tan pequeñas con respecto a los valores medios. Así mismo
en cualquier punto de un flujo permanente, no existen cambios en la
densidad, presión o temperatura con el tiempo, es decir:
/ =
donde N es la densidad, presion, temperatura, etc.
en forma integral:
_ = / ∫25_ ^ ▒
no permanente(no estacionario)
En este tipo de flujo en general las propiedades de un fluido y
las características mecánicas del mismo serán diferentes de un
punto a otro dentro de su campo, además si las características
en un punto determinado varían de un instante a otro se dice
que es un flujo no permanente, es decir:
/ ≠

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6) Por magnitud y dirección de la velocidad de fluido
se clasifican en
uniforme
Este tipo de flujos son poco comunes y ocurren cuando el
vector velocidad en todos los puntos del escurrimiento es
idéntico tanto en magnitud como en dirección para un
instante dado o expresado matemáticamente:
/ =0
no uniforme
Es el caso contrario al flujo
uniforme, este tipo de flujo se
encuentra cerca de fronteras sólidas
por efecto de la viscosidad
/ ≠0

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7) Por efectos del vector velocidad
se clasifican en
rotacional
Es aquel en el cual el campo rot v
adquiere en algunos de sus puntos
valores distintos de cero, para
cualquier instante.
irrotacional
Al contrario que el flujo rotacional, este tipo de flujo se
caracteriza porque dentro de un campo de flujo el vector rot v
es igual a cero para cualquier punto e instante.
En el flujo irrotacional se exceptúa la presencia de
singularidades vorticosas, las cuales son causadas por los
efectos de viscosidad del fluido en movimiento.

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se clasifican en
unidimensional
Es un flujo en el que el vector de
velocidad sólo depende de una
variable espacial, es decir que se
desprecian los cambios de
velocidad transversales a la
dirección principal del
escurrimiento. Dichos flujos se dan
en tuberías largas y rectas o entre
placas paralelas.
bidimensional
Es un flujo en el
que el vector
velocidad sólo
depende de dos
variables
espaciales.
En este tipo de flujo se
supone que todas las
partículas fluyen sobre
planos paralelos a lo largo
de trayectorias que resultan
idénticas si se comparan los
planos entre si, no
existiendo
tridimensional
El vector velocidad depende de
tres coordenadas espaciales, es el
caso mas general en que las
componentes de la velocidad en
tres direcciones mutuamente
perpendiculares son función de las
coordenadas espaciales x, y, z, y
del tiempo t.

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8) Fluido ideal: Es aquel flujo incompresible y carente de fricción. La hipótesis de un flujo ideal es de gran utilidad al analizar
problemas que tengan grandes gastos de fluido, como en el movimiento de un aeroplano o de un submarino. Un fluido que
no presente fricción resulta no viscoso y los procesos en que se tenga en cuenta su escurrimiento son reversibles.

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Bibliografía
http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/conceptosbasicosmfluidos/clasificaciondelflujo/clasificaciondelflujo.html
Crean. CO, Flujo de fluidos en válvulas y accesorios, Edit. McGraw Hill, Naucalpan de Juárez, Méx.1992,pop: 1-4:1-6
McCabe L. Worren, Smith Julian C., Harriot Peter, Operaciones unitarias en Ingeniería Química, 4° edición, Edit. McGraw Hill, Madrid, España.,
1985, pp: 83-122