Marco teórico Lab mecánica de fluidos

MARCO TEÓRICO

Para clasificar a los materiales que se encuentran en la naturaleza se pueden utilizar diversos criterios. Desde el punto de vista de la ingeniería, uno de los más interesantes lo constituye aquel que considera el comportamiento de los elementos frente a situaciones especiales. De acuerdo con ello se definen los estados básicos de sólido, plástico, fluidos y plasma. De aquí la de definición que nos interesa es la de fluidos, la cual se clasifica en líquidos y gases.

La clasificación de fluidos depende fundamentalmente del estado y no del material en sí. De esta forma lo que define al fluido es su comportamiento y no su composición. Algunas de las propiedades que diferencian el estado de la materia, la que permite una mejor clasificaron sobre el punto de vista mecánico es aquella que dice la relación con la forma en que reacciona el material cuando se le aplica una fuerza.

Los fluidos reaccionan de una manera característica a las fuerzas. Si se compara lo que ocurre a un sólido y a un fluido cuando son sometidos a un esfuerzo de corte o tangencial se tienen reacciones características que se pueden verificar experimentalmente y que permiten diferenciarlos. Con base al comportamiento que desarrollan los fluidos se definen de la siguiente manera: "Fluido es una sustancia que se deforma continuamente, o sea se escurre, cuando está sometido a un esfuerzo de corte o tangencial". De esta definición podemos darnos cuenta de que un fluido en reposo no soporta ningún esfuerzo de corte.

La viscosidad se refiere a la fricción interna, o resistencia al flujo, de un fluido. Todos los fluidos reales tienen una resistencia interna al flujo la cual puede verse como fricción entre las moléculas del fluido. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal. En el caso de los líquidos, la viscosidad se debe a fuerzas de cohesión de corto alcance y en los gases, se debe a los choques entre las moléculas. La resistencia a la viscosidad tanto de líquidos como de gases depende de su velocidad y también podría ser directamente proporcional a ella en algunos casos. Sin embargo, la relación varía dependiendo de las condiciones.

La viscosidad de los fluidos se puede obtener por medio de los llamados viscosímetros, los cuales son de muchos tipos. La viscosidad de muchos fluidos se puede obtener a partir de tablas, nomogramas y fórmulas. La viscosidad es función de la temperatura, en los gases la viscosidad aumenta con ella, mientras que en los líquidos disminuye.

La viscosidad hace que las distintas capas de un fluido se muevan con diferente rapidez en respuesta a un esfuerzo cortante. A medida que un líquido se mueve, dentro de él se desarrolla un esfuerzo cortante cuya magnitud depende de la viscosidad del fluido. Se define como esfuerzo cortante a la fuerza que se requiere para que una unidad de área de una sustancia se deslice sobre otra.

[pic 1]La viscosidad dinámica, también llamada viscosidad absoluta, se da cuando un cuerpo es forzado a moverse a través del fluido por una fuerza externa y controlada (bomba, aire a presión, etc.). En ésta se mide la resistencia al flujo (o cizallamiento) en función de la fuerza de entrada, que refleja la resistencia interna de la muestra a la fuerza aplicada, o su viscosidad dinámica. Hay varios tipos de viscosímetros absolutos. El viscosímetro rotativo Brookfield (representado en la imagen) es el más común. La medición de la viscosidad absoluta se ha utilizado para aplicaciones de investigación, control de calidad y análisis de grasas en el campo de la lubricación de maquinaria. En el Sistema Internacional se mide en Pascales segundo, pero la unidad más utilizada es el centipoise (cps), equivalente a 1mPa s.

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