Fluidos NO Newtonianos PDF

Preview

Summary

Proyecto de parcial sobre los "Fluidos no Newtonianos" con imagenes y graficos....

Description

1

FISICA FLUIDOS NO NEWTOTIANOS 1.-DEFINICIÓN: 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.

2

FISICA 2.-CARACTERISICAS: Las principales características de un fluido no newtoniano son las siguientes. •

Es una sustancia de consistencia homogénea .

•

Tiene resistencia a fluir.

•

Los líquidos tienen la capacidad de variar dependiendo de la tensión que se le aplica.

•

No tienen un valor de viscosidad definido o que sea constante.

•

Cuando estos líquidos se encuentran en estado de reposo se comportan

como

un líquido y

cuando

se

les

aplica

una fuerza aumentan su viscosidad. •

La viscosidad de los fluidos no newtonianos depende totalmente del tiempo.

FISICA

3

3.-USOS DE LOS FLUIDOS NO NEWTOTIANOS: Se ha propuesto el uso de los fluidos no newtonianos para rellenar los baches que podemos encontrar en las carreteras y así lograr solucionar el problema de forma parcial. Esto porque estas sustancias tienen la peculiaridad y capacidad de variar su viscosidad dependiendo de las diferentes condiciones a las que se expongan, como la temperatura o el esfuerzo al que se somete. Una de las ventajas de esta idea es que se puede ser de acción rápida para tapar los baches, pues simplemente se debe de vaciar el fluido en el hueco para taparlo.

El kevlar ha sido la elección principal para crear chalecos antibalas durante las últimas décadas, pero eso puede llegar a su fin, pues se ha demostrado que esta protección tendría más efectos si se realizara con FLUIDOS NO NEWTONIANOS A PRUEBA DE BALAS. Esto sucede porque los fluidos no newtonianos tienen la asombrosa capacidad de lograr cambiar su viscosidad dependiendo de la tensión superficial que se aplique sobre ellos.

FISICA 5.-TIPOS DE FLUSIDOS NO NEWTOTIANOS: OOBLECK Oobleck en un equipo de música. Al aplicar fuerza al oobleck, mediante ondas sonoras en este caso, el líquido no newtoniano se hace más espeso. Un ejemplo barato y no tóxico de fluido no newtoniano puede hacerse fácilmente añadiendo maicena en una taza de agua. A este se le llama "oobleck", "ooze" o "barro mágico" (1 parte de agua por cada 1'5 –2 de maicena). La harina de maíz no cocida tiene las mismas propiedades. El nombre "oobleck" deriva del libro Bartholomew and the Oobleck de Dr. Seuss. Debido a sus propiedades, oobleck se suele utilizar para mostrar sus comportamientos inusuales ante las fuerzas de agentes externos. Una persona puede caminar sobre oobleck sin sumergirse debido a su espesor.

FLUBBER El "flubber" es un fluido no newtoniano fácil de fabricar. Su comportamiento es viscoso o gelatinoso.

4

FISICA

SILLY PUTTY Silly Putty es un polímero de silicona basado en suspensión que fluye, o se rompe dependiendo de su estado.

BREA O RESINA DE PLANTA La resina de planta es polímero viscoso sólido. Al dejarlo en un recipiente fluirá lentamente. Si se comprime con fuerza, se convierte en sólido.

5

6

FISICA 6.-E L A B O R A C I Ó N:

Un ejemplo barato y no tóxico de fluido no newtoniano puede hacerse fácilmente añadiendo maizena en una taza con agua. Se añade la maizena 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. Algunas sustancias tienen fluidos no newtonianos. Entre ellos se incluye: •

Disoluciones jabonosas, y pasta de dientes.

•

Comida,

como mantequilla, queso, mermelada, ketchup, mayonesa, sopa, caramelo

masticable y yogur. •

Sustancias naturales como el magma, la lava y extractos como el de vainilla.

•

Fluidos biológicos como la sangre, la saliva, la mucosa y el líquido sinovial.

•

Lodo y cemento, tipos de emulsión como la mayonesa.

FISICA 6.-RELACIÓN ENTRE FLUIDO NO NEWTONIANO Y NEWTONIANO. Un fluido no newtoniano es aquel que no tiene una viscosidad definida y constante como un fluido newtoniano, sino que varía en función de la temperatura y fuerza cortante a la que esté sometido. Por el contrario, en los fluidos newtonianos la viscosidad puede describirse en función de la temperatura y la presión sin que intervengan otras fuerzas. El agua es uno de los mejores ejemplos de fluido newtoniano; como fluidos no newtonianos podemos citar la miel, sangre, geles, pintura, etc.

Un fluido no-newtoniano en reposo se comporta como un líquido mientras que si se somete a fuerzas de estrés aumenta su viscosidad. Si golpeas sobre la superficie de un fluido no newtoniano, el estrés introducido por la fuerza entrante hace que los átomos que componen el fluido se reorganicen aumentando la viscosidad, incluso hasta comportarse como un sólido por un instante. Tu mano no penetrará en el fluido. Pero si vas introduciendo la mano en el fluido lentamente, sin embargo, podrás meterla en el fluido sin problemas. Y si la mano está dentro e intentas sacarla

7

FISICA rápidamente, el fluido se volverá a comportar como un sólido y podrás sacar el fluido del contenedor junto a tu mano. A mayor fuerza aplicada mayor viscosidad. Este efecto suele durar sólo mientras la fuerza es aplicada.

8

FISICA

9

10

FISICA 7.-FLUIDO NEWTONIANO.

Fluido Newtoniano. Es un fluido cuya viscosidad puede considerarse constante en el tiempo. La curva que muestra la relación entre el esfuerzo o cizalla contra su tasa de deformación es lineal. Fue denominado por Isaac Newton desde que lo describiera como flujo viscoso. En este tipo de fluido la viscosidad puede considerarse constante en el tiempo y sólo depende de la temperatura. CLASIFICACIÓN Los fluidos se pueden clasificar atendiendo a la relación que existe entre el esfuerzo cortante aplicado y la rapidez de deformación resultante. Aquellos fluidos donde el esfuerzo cortante es directamente proporcional a la rapidez de deformación se denominan fluidos newtonianos. CARACTERÍSTICAS El fluido newtoniano carece de propiedades elásticas, es incompresible, isotrópico e irreal; aunque muchos fluidos reales ofrecen un comportamiento similar al newtoniano dentro de un rango de gradientes. Cumplen con la ley de Newton de la viscosidad, por lo tanto, la relación entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación es lineal. VISCOSIDAD Y TEMPERATURA Para un fluido newtoniano, la viscosidad sólo depende de la temperatura. A medida que aumenta la temperatura disminuye su viscosidad. Esto quiere decir que la viscosidad es inversamente proporcional al aumento de la temperatura. La ecuación de Arrhenius predice de manera aproximada su viscosidad. La viscosidad de un fluido newtoniano no depende del tiempo de aplicación del esfuerzo, aunque sí puede depender tanto de la temperatura como de la presión a la que se encuentre. EJEMPLOS DE FLUID FLUIDOS OS NEWTONIANOS 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....