Fluidos Newtonianos y No-newtonianos
Diferencia entre los fluidos Newtonianos y no-Newtonianos
La hidrostática
Se utiliza por ejemplo en el sistema de un gato hidráulico en el cual hay dos émbolos. Se le aplica fuerza en el embolo pequeño para crear una presión en el fluido y esa misma presión es igual en el otro embolo que tiene un área mayor.
Usos de los fluidos no-Newtonianos
Pueden usarse para fabricar chalecos antibalas. Estos fluidos son capaces de absorber la energía del impacto de un proyectil a alta velocidad; pero permanecen flexibles si no hay impacto.
Fluido ideal
Fluido de viscosidad nula, incompresible y deformable cuando es sometido a tensiones cortantes por muy pequeñas que éstas sean.
Fluidos no-newtonianos
Fluidos visco-elásticos
fluidos en los que a diferencia de los viscosos donde la energía de deformación es disipada totalmente, esa energía puede recuperarse como sucede en los sólidos elásticos
Fluidos no-newtonianos dependientes del tiempo
Existen otro tipo de fluidos que son mas complejos y cuya
viscosidad aparente depende no solo de la velocidad de deformación, sino también del tiempo durante el cual actúa la tensión tangencial τ . Se los clasifica en dos grupos
principales:
• Fluidos tixotrópicos
• Fluidos reopécticos.
Fluidos no-newtonianos independientes del tiempo
Se caracterizan porque las tensiones tangenciales dependen únicamente de la velocidad de deformación, y se representan funcionalmente en tres formas equivalentes.
Es una sustancia de consistencia homogénea, tiene resistencia a fluir, los líquidos tienen la capacidad de variar dependiendo de la tensión que se le aplica, no tienen un valor de viscosidad definido o que sea constante, cuando estos líquidos se encuentran en estado de reposo se comportan como un líquido y cuando se les aplica una fuerza aumentan su viscosidad.
Ejemplo
Otro ejemplo típico de fluidos no-newtonianos son los fluidos utilizados en la técnica de
fractura de los pozos de petróleo que se aplica para aumentar la producción de los
mismos.
• Pinturas y barnices.
• Soluciones de polímeros.
• Mermeladas y jaleas.
• Mayonesa y manteca.
• Dulce de leche y la miel.
• Salsas y melazas.
• Soluciones de agua con arcillas y carbón.
• La sangre humana.
Parte de una ciencia
Es la ciencia que estudia y analiza los fenómenos de flujo y deformación y las propiedades mecánicas de los gases, líquidos , plásticos y comprende el estudio de las substancias
que "fluyen".
Son parte de una ciencia muy amplia denominada Reología
¿Qué son?
Los fluidos cuya relación entre tensión y velocidad de deformación no es proporcional, se los ha denominado fluidos no-newtonianos.
Existen algunas sustancias industrialmente importantes que no se comportan siguiendo la ley de Newton de la viscosidad, ya que su viscosidad a una temperatura y presión dadas es función del gradiente de velocidad de deformación.
Clasificación fluidos no-Newtonianos
Fluidos viscoelásticos
Exhiben propiedades elásticas y viscosas, y el más simple es aquel que desde el punto de vista de la viscosidad se comporta como newtoniano, y en lo referente a su elasticidad sigue a la ley de Hooke.
Dependientes del tiempo
Fluidos viscoelásticos Recobran parcialmente su forma original al cesar el esfuerzo cortante.
Ejemplos: Nata.
Asfalto.
Gelatina.
Helado, etc
Fluidos reopécticos. Aumentan su viscosidad con el tiempo en las mismas condiciones que los fluidos tixotrópicos
Ejemplo: Pastas de yeso.
Algunas tintas de impresora.
Clara de huevo.
Fluidos tixotrópicos. Presentan una disminución limitada de la viscosidad con el tiempo al aplicar repentinamente un esfuerzo cortante.
Ejemplos: Algunos aceites del petróleo.
Yogur.
Nylon.
Salsa de tomate, etc
independientes del tiempo
Fluidos dilatantes: Son fluidos en los que se producir un aumento de la viscosidad con el aumento del gradiente de velocidad
Ejemplos: Harina de maíz mezcladacon agua.
Disoluciones de almidónmuy concentradas.
Dióxido de titanio , etc
Fluidos pseudoplásticos: No tienen una tensión de fluenciapara que comiencen a deformarse,pero su viscosidad disminuye alaumentar el gradiente de velocidad.
Ejemplos: Suspensiones acuosas de arcilla.
Napalm en keroseno.
Mostaza
Pasta de papel en agua, etc.
Plástico ideal o de Bingham: permanece rígido mientras el esfuerzo cortante es menor de un determinado valor
por encima del cual se comporta de forma semejante a un fluido newtoniano
Ejemplos: Emulsiones.
Pinturas.
Lodos de perforación.
Sólidos en suspensión en líquidos o agua, etc.
Fluidos Newtonianos
Temperatura
En un fluido que ya ha sido considerado como fluido newtoniano, la viscosidad va a
depender únicamente de la temperatura y de las diferencias que esta presente.
Viscosidad
Los diferentes tipos de viscosidad de los líquidos se
basa en estudiar los diferentes perfiles de velocidad que se generan bajo cierto tipo de condiciones considerando siempre de primero la idea newtoniana.
Clasificación
Pueden ser clasificados dependiendo de la relación que existe
entre el esfuerzo cortante aplicado al flujo y a la rapidez de la deformación que resulta de
este esfuerzo.
Características
Se dice que estos fluidos tienen un comportamiento normal, en los cuales existe
muy poca viscosidad y esta no varía con fuerzas que son aplicadas sobre ella.
Conforme la temperatura aumenta en un fluido, así disminuye su viscosidad.
La viscosidad del líquido es inversamente proporcional al aumento que se da en la temperatura del mismo.
Son incomprensibles, son isotrópicos e irreales.
La viscosidad depende de la temperatura.
La viscosidad depende también de las diferentes presiones en las que se encuentre.
Cuando se encuentran en una temperatura fija, su viscosidad no cambia y se mantiene de forma constante.
Ejemplos
Todos aquellos alimentos que muestren características de flujo ideal, algunos de ellos de
suma importancia fisiológica, tal es el caso del agua, la leche de cualquier tipo de animal
que la pueda producir, y las bebidas que se toman como refrescantes.
¿Qué es?
El fluido newtoniano es un fluido que tiene una viscosidad que puede ser considerada
como constante en el tiempo con una curva que muestra la relación que existe entre el esfuerzo contra la tasa de deformación sea de forma lineal.
