Dinamica De Fluidos

Dinámica de los fluidos

La Dinámica de los fluidos, llamada a veces Hidrodinámica, es una de las ramas de la mecánica que estudia la relación existente entre el movimiento de los fluidos y las fuerzas que lo originan. En dicho estudio, se considera en primer lugar los fluidos como ideales, es decir, se considera que el fluido no es viscoso, es estable e incompresible.

Fluido

Un fluido es una sustancia cuyas partículas se mueven y cambian sus posiciones relativas con gran facilidad, en forma más específica un fluido se puede definir como una sustancia que se deforma continuamente, es decir que fluye bajo la acción de un esfuerzo cortante, sin importar lo que pequeño que éste pueda ser. Por esta razón, cuando se habla de fluidos se está hablando de gases o de líquidos.

Fluido gaseoso Fluido liquido

Flujo

Es el movimiento de un fluido. Rn el estudio de dicho movimiento, se involucra las leyes del movimiento de la física, las propiedades del fluido y características del medio ambiente o conducto por el cual fluyen.

Viscosidad

La viscosidad es la propiedad de un fluido al oponerse a su flujo cuando se aplica una fuerza. Los fluidos de alta viscosidad presentan una cierta resistencia a fluir y los de baja viscosidad fluyen con facilidad. La fuerza con la que una capa de fluido en movimiento arrastra consigo a las capas adyacentes de fluido determina su viscosidad.

Fuerza de Adhesión

Son las fuerzas que existen entre las moléculas de cuerpos diferentes, es decir, es la interacción entre las superficies de distintos cuerpos, manteniéndose unidos por fuerzas intermoleculares, enlaces químicos así como los mecanismos de anclaje mediante rugosidad, adsorción y difusión.

Ley de Newton de la Viscosidad

Esta ley estipula que dada una rapidez de deformación angular, el esfuerzo cortante es directamente proporcional a la viscosidad, es decir, relaciona el esfuerzo cortante cedente, rapidez de deformación angular y viscosidad. Se representa con la siguiente expresión matemática:

τ= µ dv/dy

Los fluidos newtonianos son aquellos que cumplen la ley de la viscosidad de Newton, la cual indica que cuando un fluido es sometido a un esfuerzo cortante, dicho esfuerzo es directamente proporcional al gradiente de velocidad de deformación, siendo la viscosidad la constante de proporcionalidad. Son ejemplos el agua, la gasolina, ciertos aceites minerales, etc.

Curva de fluidez de un fluido newtoniano

Los fluidos no newtonianos son aquellos que no cumplen la ley de Newton y, por tanto, su realización esfuerzo de corte vs. Velocidad de cizalla no es lineal.

Dentro de los fluidos no newtonianos se distingue entre los dependientes e independientes del tiempo. Los fluidos no newtonianos independientes del tiempo son aquellos en los que a una temperatura constante, su viscosidad depende únicamente de la magnitud del esfuerzo de corte o del gradiente de deformación. Se clasifican en tres grupos:

Plásticos de Bingham:

...