CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS PARTE II
1) NEWTONIANOS:
Se dice que un fluido es newtoniano si su viscosidad varía solamente en respuesta a los
cambios de temperatura o presión. Un fluido newtoniano adopta la forma de su
contenedor.
A temperatura y presión constantes, la
viscosidad de un fluido newtoniano es la constante de proporcionalidad, o la
relación, entre el esfuerzo cortante que se genera en el fluido para resistir
el flujo y la velocidad de corte aplicada al fluido para inducir el flujo; la
viscosidad es la misma para todas las velocidades de corte aplicadas al fluido.
El agua, las soluciones de azúcar, la
glicerina, los aceites de silicona, los aceites de hidrocarburos livianos, el
aire y otros gases son fluidos newtonianos. La mayoría de los fluidos de
perforación son no newtonianos.
2) NO NEWTONIANOS:
Un
fluido no newtoniano es una sustancia de composición homogénea que sufre
deformaciones de forma continua en el tiempo en el que se le aplica una tensión
o fuerza, sin importar la magnitud de la misma, es una sustancia que no tiene
una forma propia y que adopta la del recipiente que la contiene.
Los fluidos no newtonianos cambian su viscosidad o comportamiento de flujo cuando se encuentra bajo algún tipo de estrés. Si se aplica una fuerza a esos fluidos, por ejemplo, si los golpeas, los agitas o si saltas sobre ellos, la aplicación repentina de este tipo de fuerza o estrés puede hacer que se vuelvan más gruesos y actúen como un sólido, o en algunos casos resulta en un comportamiento opuesto y pueden volverse más veloces de lo que eran antes. En el momento en que se elimine la tensión que se ha ejercido sobre ellos, los fluidos volverán a su estado anterior.
a) INDEPENDIENTES DEL TIEMPO:
·
PLÁSTICOS
DE BINGHAM:
Un fluido Plástico de Bingham no comienza a fluir hasta que el esfuerzo de corte aplicado exceda el valor mínimo. A partir de este punto el cambio en el esfuerzo de corte es proporcional a la tasa de corte y la constante de proporcionalidad es la viscosidad plástica.
·
PSEUDOPLÁSTICOS:
La
viscosidad aparente de un fluido pseudoplástico es inversamente proporcional al
gradiente de velocidad (su modelo es uno de los más utilizados). Algunos
fluidos manifiestan un comportamiento acorde con la ley de potencia o de
Ostwald – de Waele (Roels et al., 1974)
Donde, K es el coeficiente de consistencia [kg/(m s)], que se considera como una viscosidad aparente cuando la velocidad de esfuerzo cortante es 1; n es el índice de flujo (o índice de comportamiento), constante adimensional que es menor que 1 para fluidos pseudoplásticos (cuando n = 1 se obtiene el modelo para un fluido Newtoniano).
·
DILATANTES:
al igual que los pseudoplásticos no tienen una tensión de fluencia inicial, pero el coeficiente η de la ecuación (2) disminuye al aumentar el gradiente de velocidad hasta que para grandes valores de éste adquiere un valor μ ∞ constante. Los fluidos dilatantes son mucho menos comunes que los pseudoplásticos. Ejemplo de fluidos que exhiben este comportamiento son la manteca, las arenas movedizas y las suspensiones de almidón. Se pueden modelizar con la ley potencial, con exponente n >1:
·
TIXOTRÓPICOS:
La viscosidad aparente de los fluidos tixotrópicos es una función tanto de la tensión tangencial como de la velocidad de deformación:
·
REOPECTICOS:
Los fluidos reopécticos son líquidos o gases cuya viscosidad fluida aumenta con el tiempo cuando se somete a tensión. El comportamiento de estos líquidos se puede describir como un comportamiento dilatante dependiente del tiempo. Por lo tanto, estos líquidos son una clase rara de líquidos no newtonianos. Además, muestran una mayor viscosidad cuando se agitan. Esto significa que si se agita el líquido, se volverá viscoso o incluso se solidificará. Cuanto mayor sea el esfuerzo cortante, más viscoso se vuelve el líquido.
3) FLUIDOS VISCOELASTICOS:
Los
materiales 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. Para estos
materiales le velocidad e deformación se expresa:
Buenas noches, mi nombre es José Canelón. Ampliando un poco el concepto de los fluidos dilatantes se puede decir que este tipo de fluidos son suspensiones en las que se produce un aumento de la viscosidad con la velocidad de deformación, es decir, un aumento del esfuerzo cortante (que es la medida del efecto que tiene una fuerza paralela sobre el área a la que se aplica) con dicha velocidad. Este tipo de fluidos indican una aparente viscosidad baja y al igual que los pseudoplasticos no tienen una tensión de fluencia inicial. Un ejemplo de ellos serían las arenas movedizas, la manteca, etc.
ResponderBorrarSe podrían anexar diagramas que muestren el comportamiento de los fluidos a través de una recta. No son la gran cosa, pero es en esa sencillez que con solo darle un vistazo ya entendemos el comportamiento. Los diagramas se encuentran tanto en viscosidad por tiempo o velocidad (dependiendo del tipo de fluido) cómo en esfuerzo cortante por los antes mencionados. Quitando ese hecho la información está bastante completa 👍🏻
ResponderBorrarExpandiendo un poco la información referente a los fluidos viscoelásticos, se puede hacer énfasis en que estos muestran un comportamiento tanto de líquido como de sólido, y por ende, presentan las propiedades de ambos. Son considerados un tipo de fluido dependiente del tiempo.
ResponderBorrarDicho esto los fluidos viscoelásticos son una forma común de fluido no newtoniano. Pueden exhibir una respuesta que se asemeja a la de un sólido elástico en algunas condiciones, o la respuesta de un líquido viscoso en otras condiciones. Típicamente, los fluidos que exhiben este comportamiento son de naturaleza macromolecular (es decir, tienen un alto peso molecular), tales como fluidos poliméricos (fundido o en solución) utilizados para fabricar artículos de plástico, sistemas de alimentos como la masa utilizada para hacer pan y pasta entre otros. La naturaleza macromolecular de las moléculas poliméricas junto con las interacciones físicas llamadas enredos conducen al comportamiento elástico. Las moléculas deformadas son impulsadas por movimientos térmicos para regresar a su estado no deformado, lo que proporciona al cuerpo líquido una recuperación elástica.
En cuanto a los Fluidos No-Newtonianos, resumidamente podemos decir que su relación entre tensión y velocidad de deformación no es proporcional. Y también que es parte de una ciencia llamada Reología, la cual estudia y analiza los fenómenos de flujo y deformación, y las propiedades mecánicas de los gases, líquidos, plásticos y comprende el estudio de las sustancias que fluyen. Algunos ejemplos de éstos fluidos son: Pinturas, barnices, soluciones de polímeros, mermeladas, jaleas, mantecas, la sangre humana, los fluidos utilizados en la técnica de fractura de los pozos de petróleo que se aplica para aumentar la producción de los mismos, entre otros.
ResponderBorrarExtendiendo la información de los fluidos Newtonianos, tenemos:
ResponderBorrarEn 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. Conforma
la temperatura aumenta, así se irá disminuyendo la viscosidad del fluido. Con esto
queremos decir que, la viscosidad de los fluidos es inversamente proporcional al aumento
que se da en la temperatura.
En los fluidos no newtonianos, la temperatura es la encargada de hacer variaciones en
la viscosidad de los fluidos.