307597009 Ejercicios Resueltos de Mecanica de Fluidos

1. Una placa infinita se mueve por encima de una segunda placa sobre una capa de líquido como se indica en la figura: para un pequeño ancho de separación, h, suponemos una distribución de velocidad lineal en el líquido. La viscosidad del líquido es 0.65 centipoise y su densidad relativa, 0.88. Calcule: a) La viscosidad absoluta del líquido, en

lbf . s /ft 2

b) La viscosidad cinética del líquido, en

m2 /s

c) El esfuerzo e corte sobre la placa superior, en d) Es esfuerzo de corte sobre la placa inferior, en

lbf / ft 2 Pa

e) Indique la dirección de cada esfuerzo de corte calculado en los incisos c yd.

a) La viscosidad absoluta del líquido, en

τ =μ × τ=

lbf . s /ft

2

v y

0.65 mPa . s .0 .3 m 0.3 mm . s

τ =0.65 Pa Luego,

0.65 Pa −3 1 0.65× 10 Pa . m. s μ= = 0.3 m/s m 0.3 mm μ=0.65 × 10−3 Pa . s μ=0.65 × 10−3 Kg/ s . m

0.65 ×10−3 Kg

0.3048 m

1 slug

m. s

1 ft

14,593 Kg

μ=13,576 ×10−6 slug/ft . s μ=13,576 ×10−6 lbf . s/ ft 2

b) La viscosidad cinética del líquido, en

S LÍQUIDO = 0.88=

m2 /s

ρlíquido ρ AGUA ρlíquido

1000 kg /m3 3

ρlíquido =880 kg /m

Reemplazando la densidad en la fórmula de viscosidad cinética:

v=

μ ρ

v=

0.65 ×10−3 Kg/ s . m 3 880 kg /m −7

2

v =7,386× 10 m / s c) El esfuerzo e corte sobre la placa superior, en

lbf / ft 2

τ =0.65 N /m2 0.65 N

(0.3048 m)2

1lbf

m2

(1 ft )2

4,448 N

τ=

0,65 × 0.30482 lbf /ft 2 4,448

τ =13,576× 10−3 lbf / ft 3

d) Es esfuerzo de corte sobre la placa inferior, en

τ=

Pa

μ.v y

En la placa inferior la velocidad es cero, por lo tanto:

τ =0

e) Indique la dirección de cada esfuerzo de corte calculado en los incisos c yd. 13,576x10^(-3)

0

Transcript of Fluido No- Newtonianos (pseudoplastico) Es aquel cuya viscosidad varía con la temperatura y la tensión cortante. Como resultado no tiene un valor de viscosidad definido y constante (diferente de un fluido newtoniano).

Fluido no newtonian Demostración de propiedades de fluidos no newtonianos en el museoUniversum en la Ciudad de México 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.1 Características[editar] 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 propiedades reológicas, 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 Ejemplos[editar] Un ejemplo barato y no tóxico de fluido no newtoniano puede hacerse fácilmente añadiendo maicena en una taza de agua. Se añade el almidón en pequeñas proporciones y se revuelve lentamente. Cuando la suspensión se acerca a la concentración crítica es cuando las propiedades de este fluido no newtoniano se hacen evidentes. La aplicación de una fuerza con la cucharilla hace que el fluido se comporte de forma más parecida a un sólido que a un líquido.. Si se deja en reposo recupera su comportamiento como líquido. Usos[editar] Se investiga con este tipo de fluidos para la fabricación de chalecos antibalas, debido a su capacidad para absorber la energía del impacto de un proyectil a alta velocidad; pero permaneciendo flexibles si el impacto se produce a baja velocidad. Un ejemplo familiar de un fluido con el comportamiento contrario es la pintura. Se desea que fluya fácilmente cuando se aplica con el pincel y se le aplica una presión, pero una vez depositada sobre el lienzo se desea que no gotee. Tipos de fluidos no newtonianos[editar] Dentro de los principales tipos de fluidos no newtonianos se incluyen los siguientes:

Tipo de fluido

Comportamient o

Características

Ej.

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

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

Seudoplástico

La viscosidad aparente se reduce con el gradiente del esfuerzo cortante

Algunos 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 de arroz.

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

Material de Kelvin

Combinación lineal en paralelo de efectos elásticos y viscosos

Plástico

Estos materiales siempre vuelven a un estado de reposo predefinido

Reopéctico

La viscosidad aparente se incrementa

Plásticos Barro, algunos coloides

Fluidos que siguen la ley de potencias

Fluidos viscoelásticos

Fluidos

Betún, masa panadera, nailon, plastilina

Algunos lubricantes

con la duración del esfuerzo aplicado cuya viscosidaddepende del tiempo Tixotrópico

La viscosidad aparente decrece con la duración de esfuerzo aplicado

Algunas variedades de mieles, kétchup, algunaspinturas antigoteo.

6. El modelo de plástico de Bingham es aplicable al comportamiento de muchos fluidos de la vida real comoplásticos, emulsiones, pinturas, lodos de perforación y sólidos en suspensión en líquidos o agua

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