Mecanismos de Transferencia Unidad 3

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Published on March 9, 2014

Author: kevinomm

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Resumen de fluidos,

Mecanismos de Transferencia Se denomina fluido a un tipo de medio continuo formado por alguna sustancia entre cuyas moléculas sólo hay una fuerza de atracción débil. La propiedad definitoria es que los fluidos pueden cambiar de forma sin que aparezcan en su seno fuerzas restitutivas tendentes a recuperar la forma "original" (lo cual constituye la principal diferencia con un sólido deformable, donde sí hay fuerzas restitutivas). Un fluido es un conjunto de partículas que se mantienen unidas entre si por fuerzas cohesivas débiles y las paredes de un recipiente; el término engloba a los líquidos y los gases. En el cambio de forma de un fluido la posición que toman sus moléculas varía, ante una fuerza aplicada sobre ellos, pues justamente fluyen. Los líquidos toman la forma del recipiente que los aloja, manteniendo su propio volumen, mientras que los gases carecen tanto de volumen como de forma propias. Las moléculas no cohesionadas se deslizan en los líquidos, y se mueven con libertad en los gases. Los fluidos están conformados por los líquidos y los gases, siendo los segundos mucho menos viscosos (casi fluidos ideales). La viscosidad depende en gran medida de la temperatura en líquidos en que las fuerzas cohesivas desempeñan un rol dominante.  La viscosidad en líquidos disminuye cuando incrementa la temperatura. Se representa con la ecuación de Andrade  En el caso de un gas las colisiones moleculares proporcionan los esfuerzos internos de modo que conforme la temperatura aumenta, dando por resultado una actividad molecular mayor, la viscosidad se incrementa.  Sin embargo el % de cambio de μ de un liquido es mucho mayor que en un gas con la misma ∆T … μ= μ(T).  Para un gas también dependerá de la presión ya que la densidad es sensible a la presión.

Fluidos 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 en contraposición al pegamento, la miel o los geles y sangreque son ejemplos de fluido no newtoniano. 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 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, a diferencia de un fluido newtoniano. Este fluido no cumple con la ecuación de viscosidad. Aunque el concepto de viscosidad se usa habitualmente para caracterizar un material, puede resultar inadecuado para describir el comportamiento mecánico de algunas sustancias, en concreto, los fluidos no newtonianos. Estos fluidos se pueden caracterizar mejor mediante otras propiedadesreológicas, propiedades que tienen que ver con la relación entre el esfuerzo y los tensores de tensiones bajo diferentes condiciones de flujo, tales como condiciones de esfuerzo cortante oscilatorio. Fluidos Laminares y Turbulentos Es uno de los dos tipos principales de flujo en fluido. Se llama flujo laminar o corriente laminar, al movimiento de un fluido cuando éste es ordenado, estratificado, suave. En un flujo laminar el fluido se mueve en láminas paralelas sin entremezclarse y cada partícula de fluido sigue una trayectoria suave, llamada línea de corriente. En flujos laminares el mecanismo de transporte lateral es exclusivamente molecular. Se puede presentar en las duchas eléctricas vemos que tienen lineas paralelas El flujo laminar es típico de fluidos a velocidades bajas o viscosidades altas, mientras fluidos de viscosidad baja, velocidad alta o grandes caudales suelen ser turbulentos. El número de Reynolds es un parámetro adimensional importante en las ecuaciones que describen en que condiciones el flujo será laminar o turbulento. En el caso de fluido que se mueve en un tubo de sección circular, el flujo persistente será laminar por debajo de un número de Reynolds crítico de aproximadamente 2040.1 Para números de Reynolds más altos el flujo

turbulento puede sostenerse de forma indefinida. Sin embargo, el número de Reynolds que delimita flujo turbulento y laminar depende de la geometría del sistema y además la transición de flujo laminar a turbulento es en general sensible a ruido e imperfecciones en el sistema Se llama flujo turbulento o corriente turbulenta al movimiento de un fluido que se da en forma caótica, en que las partículas se mueven desordenadamente y las trayectorias de las partículas se encuentran formando pequeños remolinos aperiódicos, (no coordinados) como por ejemplo el agua en un canal de gran pendiente. Debido a esto, la trayectoria de una partícula se puede predecir hasta una cierta escala, a partir de la cual la trayectoria de la misma es impredecible, más precisamente caótica.

Tipos de fluidos Independientes del Tiempo Tipo de Fluido Definición Fluido de Bingham El Fluido que 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. Pseudoplasticos No tienen una tensión de fluencia para que comiencen a deformarse, este tipo de fluidos se caracterizan por una disminución de su viscosidad, y de su esfuerzo cortante, con la velocidad de deformación. Dilantate Son suspensiones en las que se produce un aumento de la viscosidad con la velocidad de deformación, es decir, un aumento del esfuerzo cortante con dicha velocidad Ejemplo Catsup, pasta de dientes. Algunas pinturas, arcilla. clases acuosas de de Harina de maíz mezclada con agua (maicena), disoluciones de almidón muy concentradas, arena mojada. Dependientes del Tiempo Tipo de Fluido Reopectico Tixotropicos Definición Ejemplo Variaciones dependientes con el Clara de huevo tiempo de su viscocidad así, cuanto más tiempo se encuentra el fluido en cuestión bajo la influencia de esfuerzos, cortantes,mayor es su viscosidad. Su viscosidad disminuye al Aceites del petróleo, aumentar el tiempo de aplicación Yougurt, Nylon. del esfuerzo cortante, recuperando su estado inicial después de un reposo prolongado.

Tipo de Fluido Viscoelasticos Definicion Ejemplo Tipo de comportamiento Gelatina. reologico que presentan ciertos materiales que exhiben tanto propiedades viscosas como propiedades elásticas cuando se deforman. Aplicaciones de Fluidos no Newtonianos: Yeso utilizado en construcción, chaleco antibalas, barro, cemento, plastilina, amortiguadores, equipo de protección para deportes.

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