ley de newton y sus caaracteristicas

1. Parte 2
Unidad 3
Transferencia de cantidad de movimiento
Ley de viscosidad de Newton
Considerando de nuevo el flujo entre dos placas. Luego de un cierto periodo de tiempo el perfil
alcanza su estado final estacionario. Una vez alcanzado dicho estado de movimiento es preciso
aplicar una fuerza Fx constante para conservar el movimiento de la lámina inferior. Esta fuerza
claramente depende de la velocidad V, de la naturaleza del fluido, de la distancia entre las
placas (b) y del área de contacto S de las mismas con el líquido. Para este caso especial viene
dada por:
τzx es el esfuerzo cortante que se ejerce en la dirección x sobre la superficie de un fluido situada
a una distancia z, por el fluido existente en la región donde z es menor. Los fluidos que
obedecen la ecuación anterior se denominan newtonianos. Según las consideraciones
hechas, τzx puede interpretarse también como la densidad de flujo viscoso de cantidad de
movimiento x (densidad de flujo es velocidad de flujo por unidad de área, o sea que son
unidades de cantidad de movimiento por unidad de tiempo y unidad de área) en la dirección z.
Según la ecuación, se deduce que la densidad de flujo viscoso de cantidad de movimiento sigue
la dirección del gradiente negativo de velocidad, es decir, la dirección de velocidad decreciente,
tal como ocurre con la densidad de flujo de calor que es proporcional al gradiente negativo de
temperatura o al de masa que es proporcional al gradiente negativo de concentración.
Examinando la ecuación también se ve que μ tiene las dimensiones de masa por unidad de
longitud y unidad de tiempo.
Fluidos newtonianos.
Los fluidos newtonianos, están basados en la ley de newton de los fluidos y que dice que el
esfuerzo tangencial es proporcional a la tasa de variación de la velocidad, con una alta
influencia de la temperatura, en otras palabras obedecen a un cambio en la viscosidad,
newtonianos: agua, aceites .
Para un fluido newtoniano, la viscosidad sólo depende de la temperatura. A medida que
aumenta la temperatura disminuye su viscosidad. Esto quiere decir que la viscosidad es
inversamente proporcional al aumento de la temperatura. La ecuación de Arrhenius predice de
manera aproximada su viscosidad.

2. La viscosidad de un fluido newtoniano no depende del tiempo de aplicación del esfuerzo,
aunque sí puede depender tanto de la temperatura como de la presión a la que se encuentre.
Es un fluido cuya viscosidad puede considerarse constante en el tiempo. La curva que muestra
la relación entre el esfuerzo o cizalla contra su tasa de deformación es lineal.
Fue denominado por Isaac Newton desde que lo describiera como flujo viscoso.
Un buen número de fluidos comunes se comportan como fluidos newtonianos bajo condiciones
normales de presión y temperatura: el aire, el agua, la gasolina, el vino y algunos aceites
minerales.
Fluidos no newtonianos
Los fluidos No Newtonianos son aquellos en que el esfuerzo cortante no es directamente
proporcional a la deformación.
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.
Un gran número de ecuaciones empíricas se han propuesto para modelar las relaciones
observadas entre tyx y du/dy para fluidos independientes del tiempo. Pueden representarse de
manera adecuada para muchas aplicaciones de la ingeniería mediante un modelo de la ley de
potencia, el cual se convierte para un flujo unidimensional en
tyx = k·(du/dy)n
donde el exponente n se llama índice de comportamiento del flujo y k el índice de consistencia.
Algunos ejemplos de fluidos con comportamientos marcadamente No Newtonianos son la
crema dental, la grasa y el lavaplatos en gel. En estos ejemplos existe un esfuerzo de cedencia
por debajo del cual se comportan como un sólido.
En los fluidos Newtonianos este esfuerzo de cedencia es cero.
Los fluidos No-Newtonianos NO cumplen con la Ley de viscosidad de Newton.
Es importante clasificar los fluidos No-Newtonianos en independientes del tiempo o
dependientes del tiempo. Una primera clasificación de los fluidos no newtonianos los divide en
tres categorías:
1. Comportamiento independiente del tiempo.
2. Comportamiento dependiente del tiempo.
3. Comportamiento independiente del tiempo: el esfuerzo cortante solo depende de la
velocidad de deformación.
Pueden mencionarse, entre otros, los siguientes fluidos no-newtonianos:
Pinturas y barnices.
· Soluciones de polímeros.
· Mermeladas y jaleas.

3. Plásticos de Bingham
Son materiales esencialmente parecidos a los pseudoplásticos pero necesitan de una tensión
mínima, para que exista deformación continua. Son los que el fluido se comporta como un sólido
hasta que se excede un esfuerzo de deformación mínimo y exhibe subsecuentemente una relación lineal
entre el esfuerzo y la relación de deformación, varios ejemplos de estos fluidos son pasta de dientes,
mantequilla, arcilla de alfareros, entre otros.
El reograma de Bingham tiene una función característica D=1/η(τ – f
En ocaciones reciben el nombre de fluidos de inserción y requieren la aplicación de un nivel
significativo de esfuerzo cortante antes de que comience el flujo. una vez que el flujo se inciia,
la pendiente de la curva es lineal, en esencia, lo que indica una viscocidad aparente constante.
El modelo de plástico de Bingham es aplicable al comportamiento de muchos fluidos de la vida
real como plásticos, emulsiones , pinturas, lodos de perforación y sólidos en suspensión en
líquidos o agua.
Dilatantes
Presentan un aumento de la viscosidad aparente, al incrementar el esfuerzo del corte.
El aumento sobre proporcional de la viscosidad con τ o, incluso para una cizalladura elevada, el valor
casi infinito de la viscosidad es la característica de comportamiento de una sustancia dilatante.
Un reograma típico el de Ostwald: D=kτn n<1.
La gráfica del esfuerzo cortante versus el gradiente de velocidad queda por debajo de la línea recta para
fluidos newtonianos. la curva comienza con poca pendiente, lo que indica viscocidad aparente baja.
Después, la pendiente se incrementa conforme crece la gradiente de velocidad.
Algunos ejemplos son los compuestos acuosos con concentraciones altas de sólidos: el almidón de maíz
en etilenglicol, almidón en agua y dióxido de tiranio, entre otros.
Pseudoplasticos
Presentan disminucion de la viscosidad aparente a medida que aumenta el esfuerzo del corte.
Característico de materiales de elevada viscosidad, disueltas o fundidas, cuya viscosidad disminuye
rápidamente, cuando aumenta la cizalladura. La función característica o reograma más típico es el de
Ostwald, 1 >=nkDnτ. La gráfica del esfuerzo cortante versus el gradiente de velocidad queda arriba de la
línea recta (de pendiente constante) de los fluidos newtonianos, como se observa en la grafica. La curva
comienza con mucha pendiente, lo cual indica una viscocidad aparente elevada. Después. la pendiente
disminuye con el incremento del gradiente de volocidad.
Ejemplos de estos fluidos pseudoplásticos:
Soluciones de goma, adhesivos, soluciones de polímeros, algunas grasas, fluidos biológicos, pinturas,
algunas pulpas de papel y suspensiones de almidón.

4. Viscoelásticos
Los fluidos viscoelásticos se caracterizan por presentar a la vez tanto propiedades viscosas como
elásticas. Esta mezcla de propiedades puede ser debida a la existencia en el líquido de moléculas muy
largas y flexibles o también a la presencia de partículas líquidas o sólidos dispersos.
Ejemplos de fluidos viscoelásticos: son la nata, la gelatina, los helados, etc.
Los que son dependientes del tiempo
Tixotropico: Son aquellos en los cuales el esfuerzo cortante decrece con la duración. Los fluidos
tixotrópicos se caracterizan por un cambio de su estructura interna al aplicar un esfuerzo. Esto produce
la rotura de las largas cadenas que forman sus moléculas .
Dichos fluidos, una vez aplicado un estado de cizallamiento (esfuerzo cortante), sólo pueden recuperar
su viscosidad inicial tras un tiempo de reposo. La viscosidad va disminuyendo al aplicar una fuerza y acto
seguido vuelve a aumentar al cesar dicha fuerza debido a la reconstrucción de sus estructuras y al
retraso que se produce para adaptarse al cambio. Aparece un fenómeno de Histéresis .
Las razones de este comportamiento son diversas. Si se considera al fluido como un sistema disperso, se
debe tener en cuenta que las partículas que hay en él poseen diferentes potenciales eléctricos y tienden
a formar tres estructuras variadas dependiendo de cómo sea la fase dispersa.
Reopectico: El esfuerzo cortante se incrementa conforme se incrementa del corte , los fluidos
reopécticos, como algunos lubricantes, se espesan o solidifican al ser agitados.
Algunos ejemplos de fluidos reopécticos incluyen las pastas de yeso y algunas tintas de
impresora.

5. Bibliografia
http://www.ecured.cu/index.php/Fluido_newtoniano
http://www.ing.unlp.edu.ar/dquimica/paginas/catedras/iofq809/apunte
s/Fluidos%20no%20newtonianos_R1.pdf
http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/conceptosbasicosmflui
dos/nonewtonianos/nonewtonianos.html
http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.
52.100/1103/A10.pdf?sequence=10