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Fluido 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:

Viscosidad y temperatura A medida que aumenta la temperatura de un fluido líquido, 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 la viscosidad mediante la ecuación:

Fluido no newtoniano 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 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 oscilatorio. Un ejemplo barato y no tóxico de fluido no newtoniano puede hacerse fácilmente añadiendo almidón de maíz 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. 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. Dentro de los principales tipos de fluidos no newtonianos se incluyen los siguientes:

Tipo de fluido

Plásticos

Comportamie nto

Plástico perfecto

Características

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

Ej.

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

Pseudoplástic o

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 Algunos se reduce con el coloides, arcilla, leche, gelatina,s gradiente del esfuerzo angre. cortante

Dilatante

La viscosidad aparente se incrementa con el gradiente del esfuerzo cortante

Barro, algunos coloides

Fluidos que siguen laley de potencias Soluciones concentradas de azúcar en agua, suspensiones de almidón de maíz o dearroz.

Material de Maxwell

Combinación lineal en serie de Metales, materiales compuestos efectos elásticos y visc osos

Fluido Oldroyd-B

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

Material de Kelvin

Combinación lineal en Betún, masa paralelo de panadera, nailon, plastilina efectos elásticos y visc osos

Plástico

Estos materiales siempre vuelven a un estado de reposo predefinido

Reopéctico

La viscosidad aparente se incrementa con la Algunos lubricantes duración del esfuerzo aplicado

Tixotrópico

La viscosidad aparente Algunas variedades decrece con la de mieles, kétchup, duración de esfuerzo algunas pinturas antigoteo. aplicado

Fluidos viscoelástico s

Fluidos cuyaviscosidad dep ende del tiempo