Este documento describe la transferencia de cantidad de movimiento en fluidos y las leyes de viscosidad. Explica que la ley de viscosidad de Newton establece que la fuerza por unidad de área es proporcional a la disminución de la velocidad con la distancia. También distingue entre fluidos newtonianos y no newtonianos, y describe varios tipos de fluidos no newtonianos como plásticos de Bingham, pseudoplásticos y dilatantes.
Estudio de los conceptos:
Regla de las Fases de Gibbs
Grados de Libertad
Presión de Vapor
Fluido Supercrítico
Equilibrio Líquido Vapor
Ley de Raoult
Ecuación de Antoine
Punto de Rocío
Punto de Burbuja
Platos teóricos
Azeótropo
Estudio de los conceptos:
Regla de las Fases de Gibbs
Grados de Libertad
Presión de Vapor
Fluido Supercrítico
Equilibrio Líquido Vapor
Ley de Raoult
Ecuación de Antoine
Punto de Rocío
Punto de Burbuja
Platos teóricos
Azeótropo
Ley de Fick, Difusión equimolar en estado estacionario. Difusividad de gases. Calculo del flujo difusional. Problemas resueltos de transferencia de materia.
TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN-CONDUCCIÓN LINEAL EN MULTIPLES CAPASEdisson Paguatian
El estudiante a través de esta presentación puede resolver problemas de conducción lineal en estado estacionario en diferentes configuraciones geométricas: cilindros, esferas y paredes en serie y paralelo
Ley de Fick, Difusión equimolar en estado estacionario. Difusividad de gases. Calculo del flujo difusional. Problemas resueltos de transferencia de materia.
TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN-CONDUCCIÓN LINEAL EN MULTIPLES CAPASEdisson Paguatian
El estudiante a través de esta presentación puede resolver problemas de conducción lineal en estado estacionario en diferentes configuraciones geométricas: cilindros, esferas y paredes en serie y paralelo
1. UNIDAD 3. TRANSFERENCIA DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO
Ley de Newton de la viscosidad
𝜏 = −𝜇
𝑑𝑣 𝑥
𝑑𝑦
Las flechas verdes, representan las velocidades, por lo tanto
podemos decir que, en una superficie abierta de una capa de líquido en la que actúa una fuerza
paralela a la capa superior del fluido, la cantidad de movimiento se transfiere en el eje “x” y a medida
en que aumenta “x”, disminuye la cantidad de movimiento o velocidad del fluido en cuestión.
La “Ley de viscosidad de Newton” establece que la Fuerza por unidad de Área es proporcional a la
disminución de la velocidad V con la distancia Y. La constante de proporcionalidad µ se denomina
viscosidad del fluido.
Los fluidos que cumplen con la ley de viscosidad de Newton se denominan fluidos newtonianos.
*La viscosidad es una propiedad importante de los fluidos, se manifiesta cuando el fluido está en
movimiento, ya que se define como la resistencia a la deformación. Se representa con el símbolo
µ, y sus unidades en el sistema internacional son:
𝑁.𝑠
𝑚2
𝑜
𝐾𝑔
𝑚.𝑠
Tipos de plásticos
*Fluidos Newtonianos
Son fluidos cuya viscosidad puede considerarse constante en el tiempo. La curva que
muestra la relación entre el esfuerzo contra su velocidad de deformación es lineal y pasa
por el origen.
Los fluidos newtonianos cumplen con la ley de viscosidad de Newton.
Ejemplos: agua, aire, aceite, lubricantes, combustibles, entre otros.
*Fluidos No Newtonianos
Son aquellos cuya viscosidad varía con la temperatura y presión, pero no con la variación
de la velocidad.
2. Los fluidos No Newtonianos no cumplen con la ley de viscosidad de Newton y a su vez se
clasifican en base a su comportamiento:
Comportamiento independiente del tiempo: el esfuerzo cortante solo depende de la
velocidad de deformación.
1. Plásticos de Bingham: Relación lineal, o no lineal en algunos casos, entre el esfuerzo
cortante y el gradiente de deformación; una vez se ha superado un determinado valor
del esfuerzo cortante, se rigen por la ecuación:
𝜏 𝑦𝑧 = −𝜇
𝑑𝑣 𝑥
𝑑𝑦
± 𝜏0
Lo que significa que el fluido fluye sim y sólo si: |𝜏 𝑦𝑧| > 𝜏0
Ejemplos: kétchup, pasta dental, chocolate.
2. Pseudoplásticos: La viscosidad aparente se reduce con el gradiente del esfuerzo
cortante.
Ejemplos: champú, salsas, nata, mostaza, pintura, suspensiones acuosas de arcilla, etc.
3. Dilatantes: La viscosidad aparente se incrementa con el gradiente del esfuerzo cortante.
Los pseudoplásticos y los dilatantes cumplen con la ecuación de Ostwald-De Waele:
𝜏 𝑦𝑥 = −𝑚[
𝑑𝑣 𝑥
𝑑𝑦
] 𝑛−1
𝑑𝑣 𝑥
𝑑𝑦
Donde m es la viscosidad del fluido y n es un parámetro empírico.
Ejemplos: suspensiones concentradas de almidón, dióxido de titanio (TiO2) y de arena húmeda.
Comportamiento dependiente del tiempo: la viscosidad aparente depende también del
tiempo durante el cual el fluido es sometido a esfuerzo.
1. Tixotrópicos: La viscosidad aparente disminuye con el tiempo.
Ejemplos: yogurt, mayonesa, margarina.
2. Reopécticos: Se manifiesta en un aumento de la viscosidad aparente con el aumento de la
velocidad de corte.
Ejemplos: yeso, arcilla bentonítica
3. 3. Viscoelásticos: Fluyen cuando se aplica en ellos un esfuerzo de corte, pero tienen la
particularidad de recuperar parcialmente su estado inicial, presentando entonces
características de los cuerpos elásticos.
Ejemplos: polímeros fundidos, soluciones de polímeros, nata, gelatina, helados.
La gráfica representa la relación entre la velocidad de deformación y el esfuerzo cortante de los
fluidos.