Viscosidad - UNAM

1 Viscosidad 1. Definici n de la Viscosidad La Viscosidad es la propiedad termof sica de los fluidos ocasionada por sus fuerzas de cohesi n molecular y resulta en la oposici n que oponen a escurrir, por lo que requieren la aplicaci n de un esfuerzo o presi n. Todos los fluidos conocidos presentan algo de Viscosidad , siendo el modelo de Viscosidad nula una aproximaci n bastante buena para ciertas aplicaciones. Un fluido que no tiene Viscosidad se llama fluido ideal. 2. Escurrimientos de fluidos Flujo laminar sobre una placa est tica Consid rese el flujo laminar, unidimensional, estacionario, de un fluido no compresible en contacto con una pared s lida plana, cuya distribuci n de velocidad contra la distancia a la pared est representada en la siguiente gr fica Fig.

2 1. Distribuci n de la velocidad c contra la distancia de la pared Y. Donde la velocidad c aumenta con la distancia Y, y su variaci n es m s peque a al alejarse, como se muestra en la siguiente gr fica Fig. 2. Variaci n de la velocidad c con respecto a la distancia de la pared Y. Es decir, existe un gradiente de velocidad que es el inverso de la pendiente y est definido por ) (= Ycl mdYdc0Y Como la pendiente de la curva de velocidad es cada vez mayor a medida que se aleja de la pared s lida, el gradiente de velocidad ser cada vez menor. Ahora bien, esa variaci n de la velocidad se produce por la existencia de esfuerzos cortantes en las capas de fluidos. En la proximidad de la pared s lida, el esfuerzo cortante ser mayor y disminuir progresivamente al alejarse, como se muestra en la siguiente gr fica Fig.

3 3. Variaci n del esfuerzo cortante con respecto a la distancia de la pared Y. Por lo tanto, el gradiente de velocidad, dc/dY, y el esfuerzo cortante, , est n relacionados. El hecho de que en cada punto de un fluido en movimiento exista un esfuerzo cortante y un gradiente de velocidad, sugiere que estas magnitudes pueden relacionarse. La figura siguiente representa diversos aspectos del comportamiento de fluidos, a temperatura y presi n constantes. Fig. 4. Esfuerzo cortante contra el gradiente de velocidad para fluidos Newtonianos y no Newtonianos dc/dY El comportamiento m s sencillo corresponde a la l nea de fluidos Newtonianos, para el cual se cumple que dYdc = , donde la constante de proporcionalidad recibe el nombre de Viscosidad .

4 Este comportamiento lo presentan los gases y la mayor parte de l quidos y disoluciones. Las curvas restantes corresponden a fluidos no Newtonianos y no tiene sentido hablar de Viscosidad , aunque para ellos se define una Viscosidad aparente. Adem s de la Viscosidad ya definida, que tambi n recibe el nombre de Viscosidad absoluta o Viscosidad din mica, existe la Viscosidad cinem tica, definida por = Flujo laminar entre placas paralelas est ticas Flujo laminar entre placas paralelas, una est tica y otra en movimiento (Flujo de Couette) Flujo laminar alrededor de un disco girando Flujo laminar alrededor de un cuerpo descendiendo en el seno de un fluido y su velocidad terminal. Viscos metro de Brookfield.

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