DEMOSTRACION DE COMPORTAMIENTO DE UN FLUIDO (ACEITE)

DEMOSTRACION DE COMPORTAMIENTO DE UN FLUIDO (ACEITE) FIQ UNAC

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO | FACULTAD INGENIERIA QUIMICA

I.INTRODUCCIN

En la presente experiencia tocaremos el tema de fluidos newtonianos por tanto, diremos que la Mecnica de los Fluidos se ocupa del estudio de los fluidos newtonianos exclusivamente; mientras que los fluidos no-newtonianos son parte de una ciencia ms amplia denominada Reologa. La Reologa es la ciencia que estudia y analiza los fenmenos de flujo y deformacin y las propiedades mecnicas de los gases, lquidos, plsticos y comprende el estudio de las substancias que "fluyen" pero que su comportamiento no est regido por la ecuacin de viscosidad de newton.En el presente trabajo se empieza realizando el planteamiento del tema Qu son los fluidos newtonianos? Qu son los fluidos no newtonianos y como se clasifican?Luego se profundiza el tema de fluidos newtonianos aplicando la formula general, adicionalmente incluimos algunos grficos que describen su comportamiento, representaciones matemticas, etc.La presente experiencia se realiz por el inters de conocer los comportamientos de los fluidos newtonianos utilizados tanto en la vida cotidiana como en los procesos de las ms grandes empresas, que en su gran mayora utilizan estos tipos de fluidos.

II.OBJETIVOS Determinar si el aceite es un fluido newtoniano o no newtoniano. En base a los datos obtenidos en el experimento y verificar su comportamiento. Determinar el comportamiento mediante grficas y modelo matemtico.

III.MARCO TEORICO

FLUJO NEWTONIANO La hiptesis propuesta por Newton se suele representar con un esquema como el de la Figura en el que se muestra dos superficies de superficie A, separadas por una distancia Y, estando una de ellas sometida a una fuerza F que le provoca una velocidad V. Al mismo tiempo, se suele describir matemticamente los principios establecidos por Newton a partir de una expresin matemtica como la ecuacin

es el esfuerzo por unidad de rea o esfuerzo de cizalla (F/A). dY/dt es el gradiente de velocidades, tambin llamado velocidad de deformacin o velocidad de cizalla (dv/dx)

Hay que decir que dependiendo del libro consultado, y del significado de "esfuerzo por unidad de rea", es posible encontrar expresiones alternativas, todas ellas vlidas en el contexto adecuado:

La viscosidad de un fluido Newtoniano se suele representar con la letra griega , pero para fluidos no Newtonianos la viscosidad aparente se suele representar entonces con la letra griega .

De acuerdo con lo expuesto, es posible definir lo que se conoce como fluido Newtoniano. Por fluido newtoniano se entiende aquel fluido cuyo valor de viscosidad, a una presin y temperatura dadas, es nico para cualquier velocidad de cizalla, siendo independiente del tiempo de aplicacin de la cizalla. Para lquidos Newtonianos, la viscosidad tambin se denomina coeficiente de viscosidad. Este coeficiente, en determinados fluidos deja de ser constante para convertirse en una funcin de la velocidad de deformacin del fluido, apareciendo el trmino de viscosidad aparente o a veces viscosidad dependiente de la velocidad de cizalla. La unidad de medida:

FLUIDOS NO NEWTONIANOS

Para fluidos no newtonianos, por ejemplo el adelgazante o el dilatante que se representan en la figura 2, la ecuacin constitutiva que los describe es el modelo de ley de potencia, expresado por la siguiente ecuacin

Donde k y n

Son constantes. Cuando n1este modelo se refiere a los fluidos diletantes. E comportamiento en flujo de fluidos como las soluciones polimricas, algunas pinturas, suspensiones y polmeros fundidos puede ser representado por este modelo, por ello es muy til en la industria ya que se emplea para modificarlas variables deprocesamiento .Al sustituir el modelo de ley de potencia en la definicin de viscosidad (ecuacin 5), se obtiene que sta depende explcitamente de la rapidez de deformacin de la manera siguiente

En este caso, la viscosidad disminuye o aumenta en funcin de la rapidez de deformacin dependiendo si el fluido es adelgazante o dilatante. Existen otras ecuaciones constitutivas como la que describe a un fluido de Bingham (curva 4 en figura 2), la cual est dada por la siguiente expresin

En este caso,

o representa un esfuerzo de umbral crtico para que el fluido empiece a fluir. Una vez iniciado el flujo, el comportamiento es caracterstico de un fluido newtoniano. Aqu la viscosidad es infinita (=) para o

.El comportamiento viscoso de los fluidos no newtonianos es mucho ms complejo de lo que se ha descrito hasta ahora. Por ejemplo, se pueden encontrar fluidos cuya viscosidad a valores de rapidez de deformacin relativamente bajas (en algunos casos1), puede considerarse constante e independiente de la rapidez de deformacin, es decir, muestra un comportamiento newtoniano.

Para valores de rapidez de corte intermedios (1), presentan un comportamiento altamente no newtoniano caracterizado por el modelo de ley de potencias (o algn otro modelo). Para valores de rapidez de deformacin relativamente altos (1