Tipos de fluidos no newtonianos

Tipos de fluidos no newtonianos

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Los fluidos newtonianos[1][2] tienen una viscosidad (flujo) constante. La viscosidad, mide la capacidad de un fluido para resistir la deformación gradual por tensiones de cizallamiento o de tracción, en otras palabras, es una propiedad que mide la facilidad con la que un fluido se mueve: si un fluido tiene una viscosidad alta, entonces el fluido se moverá más lentamente; si un fluido tiene una viscosidad baja, entonces se moverá más rápidamente. Por ejemplo: los fluidos como el agua, tienen menor viscosidad a diferencia de los fluidos como la miel o el jarabe.

Por lo general, la viscosidad de los fluidos no newtonianos depende de la velocidad de cizallamiento o de la historia de la velocidad de cizallamiento, o su viscosidad es independiente del cizallamiento, pero sigue presentando diferencias de tensión normal u otro comportamiento no newtoniano.

En un fluido no newtoniano, la relación entre el esfuerzo de cizallamiento y la velocidad de cizallamiento es diferente y puede incluso depender del tiempo (viscosidad dependiente del tiempo): no se puede definir un coeficiente de viscosidad constante para los fluidos no newtonianos como es posible para los fluidos newtonianos.

En el caso de los fluidos no newtonianos, el concepto de vicosidad utilizado habitualmente en mecánica de fluidos para caracterizar las propiedades de cizallamiento de un fluido no es del todo adecuado. En su lugar, se estudian mejor a través de otras propiedades reológicas que se relacionan con los tensores de tensión y velocidad de deformación en muchas condiciones de flujo diferentes que se miden utilizando diferentes dispositivos o reómetros.

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flujo no newtoniano

Los sólidos son rígidos y tienen una forma y un volumen fijos.    Los líquidos tienen un volumen fijo, pero no son rígidos. En cambio, adoptan la forma de su recipiente.    Los gases no son rígidos ni tienen una forma o un volumen fijos. Los gases adoptan la forma de su recipiente y se extienden para llenar el volumen disponible.

Los científicos reconocen ahora un cuarto estado natural de la materia llamado plasma.    El plasma es un gas ionizado, y aunque no se encuentra comúnmente en la Tierra, puede ser el estado más común de la materia en el universo.    Es posible que haya visto el popular vídeo que demuestra cómo crear plasma utilizando uvas y un microondas.

La mayoría de nosotros conocemos al brillante científico Isaac Newton.    No sólo inventó el cálculo, sino que revolucionó el estudio de la física con este trabajo pionero que describe las propiedades de las fuerzas.    Es probable que en algún momento de tu vida te hayas encontrado con las tres leyes del movimiento de Newton (sobre las que escribí aquí).

Lo que es menos conocido es que Newton también estudió las propiedades de los fluidos (líquidos).    En concreto, examinó la propiedad de los líquidos conocida como viscosidad. Simplemente, la viscosidad describe la facilidad con la que fluye un líquido.    Un fluido con alta viscosidad se resiste a fluir, mientras que un fluido con baja viscosidad fluye fácilmente.

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fluido newtoniano

Fluido newtoniano, fluido no newtoniano, reopéctico, tixotrópico, dilatante… ¿cuál es la diferencia entre estas propiedades de los líquidos? Y lo que es más importante, ¿qué importancia tienen? Si está dimensionando o seleccionando bombas, mezcladores o cualquier otro tipo de equipo que aplique cizallamiento al fluido, estos son todos los términos que debe conocer.

Probablemente pueda adivinar que los fluidos no newtonianos son lo contrario de los fluidos newtonianos. Cuando se aplica el cizallamiento, la viscosidad de los fluidos no newtonianos disminuye o aumenta, dependiendo del fluido. El comportamiento del fluido puede describirse de una de estas cuatro maneras:

¿Por qué hay que conocer la diferencia? Es importante conocer a fondo las propiedades de los fluidos que se transfieren, mezclan o bombean porque la viscosidad desempeña un papel importante en el dimensionamiento y la selección de los equipos.  Entender cómo reacciona al cizallamiento le ayudará a dimensionar y seleccionar adecuadamente todo el equipo que toca.

fluido perfecto

Los fluidos newtonianos[1][2] tienen una viscosidad (flujo) constante. La viscosidad, mide la capacidad de un fluido para resistir la deformación gradual por tensiones de cizallamiento o de tracción, en otras palabras, es una propiedad que mide la facilidad con la que un fluido se mueve: si un fluido tiene una viscosidad alta, entonces el fluido se moverá más lentamente; si un fluido tiene una viscosidad baja, entonces se moverá más rápidamente. Por ejemplo: los fluidos como el agua, tienen menor viscosidad a diferencia de los fluidos como la miel o el jarabe.

Por lo general, la viscosidad de los fluidos no newtonianos depende de la velocidad de cizallamiento o de la historia de la velocidad de cizallamiento, o su viscosidad es independiente del cizallamiento, pero sigue presentando diferencias de tensión normal u otro comportamiento no newtoniano.

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En un fluido no newtoniano, la relación entre el esfuerzo de cizallamiento y la velocidad de cizallamiento es diferente y puede incluso depender del tiempo (viscosidad dependiente del tiempo): no se puede definir un coeficiente de viscosidad constante para los fluidos no newtonianos como es posible para los fluidos newtonianos.

En el caso de los fluidos no newtonianos, el concepto de vicosidad utilizado habitualmente en mecánica de fluidos para caracterizar las propiedades de cizallamiento de un fluido no es del todo adecuado. En su lugar, se estudian mejor a través de otras propiedades reológicas que se relacionan con los tensores de tensión y velocidad de deformación en muchas condiciones de flujo diferentes que se miden utilizando diferentes dispositivos o reómetros.