1.1.5 Viscosidad absoluta y viscosidad cinemática.

La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales, es debida a las fuerzas de cohesión moleculares. Todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula una aproximación bastante buena para ciertas aplicaciones. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal.

La viscosidad solo se manifiesta en líquidos en movimiento, se ha definido la viscosidad como la relación existente entre el esfuerzo cortante y el gradiente de velocidad. Esta viscosidad recibe el nombre de viscosidad absoluta o viscosidad dinámica. Generalmente se representa por la letra griega .

Se conoce también otra viscosidad, denominada viscosidad cinemática, y se representa por  . Para calcular la viscosidad cinemática basta con dividir la viscosidad dinámica por la

densidad del fluído:1

1.1.6 Fluido newtoniano y no newtoniano.

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 alpegamento, la miel o los geles y sangre que 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.

°Ecuación constitutiva.

Matemáticamente, el rozamiento en un flujo unidimensional de un fluido newtoniano se puede representar por la relación:

Donde:

 es la tensión tangencial ejercida en un punto del fluido o sobre una superficie

sólida en contacto con el mismo, tiene unidades de tensión o presión ([Pa]). es la viscosidad del fluido, y para un fluido newtoniano depende sólo de la

temperatura, puede medirse en [Pa·s] o [kp·s/cm2].

 es el gradiente de velocidad perpendicular a la dirección al plano en el que estamos calculando la tensión tangencial, [s−1].

La ecuación constitutiva que relaciona el tensor tensión, el gradiente de velocidad y la presión en un fluido newtoniano es simplemente:

Tipo de fluidoComportami

entoCaracterísticas Ej.

Plásticos

Plástico perfecto

La aplicación de una deformación no conlleva un esfuerzo de resistencia en sentido contrario

Metales dúctiles una vez superado el límite elástico

Plástico de Bingham

Relación lineal, o no lineal en algunos casos, entre el esfuerzo cortante y el gradiente de deformación una vez se ha superado un determinado valor del esfuerzo cortante

Barro, algunos coloides

Pseudoplástico

Fluidos que se comportan como seudoplásticos a partir de un determinado valor del esfuerzo cortante

Dilatante

Fluidos que se comportan como dilatantes a partir de un determinado valor del esfuerzo cortante

Fluidos que siguen Seudoplástico La viscosidad Algunos

laley de potencias

aparente se reduce con el gradiente del esfuerzo cortante

coloides, arcilla, leche, gelatina,sangre.

Dilatante

La viscosidad aparente se incrementa con el gradiente del esfuerzo cortante

Soluciones concentradas de azúcar en agua, suspensiones de almidón de maíz o dearroz.

Fluidos viscoelásticos

Material de Maxwell

Combinación lineal en serie de efectos elásticos y viscosos

Metales, materiales compuestos

Fluido Oldroyd-B

Combinación lineal de comportamiento como fluido newtoniano y como material de Maxwell

Betún, masa panadera, nailon, plastilina

Material de Kelvin

Combinación lineal en paralelo de efectos elásticos y viscosos

Plástico

Estos materiales siempre vuelven a un estado de reposo predefinido

Fluidos cuyaviscosidad de

Reopéctico La viscosidad aparente se

Algunos lubricantes

pende del tiempo

incrementa con la duración del esfuerzo aplicado

Tixotrópico

La viscosidad aparente decrece con la duración de esfuerzo aplicado

Algunas variedades de mieles, kétchup, algunas pinturas antigoteo.