Teoria De La Forestacion

LEY DE NEWTON DE LA VISCOSIDAD

Se puede definir un fluido ideal como aquel en el cual no existe fricción entre sus partículas, o sea sin viscosidad (µ=0). Un fluido como éste solamente es una idealización, puesto que todos los fluidos, de una forma u otra, son viscosos y compresibles.

En un fluido real, siempre actúan fuerzas tangenciales o cortantes cuando existe movimiento, dando lugar a las fuerzas de fricción y que se debe a la propiedad de los fluidos llamada viscosidad.

Considerando un fluido (líquido o gas) alojado entre dos grandes placas planas y paralelas, de área A, separadas por una distancia muy pequeña "y"

Suponiendo que el sistema está inicialmente en reposo, (a); en el tiempo "t=0", la lamina inferior se pone en movimiento en la dirección del eje X, con una velocidad constante "v", (b) Conforme transcurre el tiempo, (c), el fluido gana cantidad de moviemiento y , finalmente se establece el perfil de velocidad en regimen estacionario, (d). Una vez que se alcanza este estado estacionario de movimiento, es preciso aplicar una fuerza constante F para conservar el movimiento de la placa inferior. Esta fuerza esta dada por F como se ve en la siguiente expresión, si se supone flujo laminar.

Donde µ es la constante de proporcionalidad, llamada viscosidad del fluido.

El esfuerzo cortante que se ejerce en la dirección x, sobre la superficie del fluido-fuerza por unidadde área- situada a una distancia constante y, por el fluido existente en la región donde y es menor, se designa por τxy

Esta es la ley de Newton de la viscosidad y los fluidos que la cumplen, se denominan fluidos newtonianos. Todos los gases y la mayoría de los líquidos sencillos se comportan de acuerdo a esta ecuación.

-Las capas de fluido en contacto con la placa inferior adquieren un movimiento de dirección “x” y lo propagan a las capas superiores en la dirección “y”. Se transfiere cantidad de movimiento de dirección “x” en la dirección “y”. O sea que el τ que aparece puede interpretarse como un flujo de cantidad de movimiento de dirección “x” en la dirección “y”.

-A mayores t el perfil de velocidad se va modificando hasta alcanzar el estado estacionario (no existen mas variaciones con el tiempo).

-En estas condiciones la fuerza Fx necesaria para mover la placa inferior con velocidad constante Vx será, de acuerdo con el modelo de Newton:

Gradiente de velocidad

Tensor esfuerzo viscoso

-La constante de proporcionalidad μ se denomina viscosidad del fluido.

-Esta ecuación es válida para flujo laminar y no todos los fluidos la cumplen. Aquellos que si la cumplen reciben el nombre de fluidos newtonianos.

-Si la expresión anterior se aplica a un elemento de volumen de fluido de espesor dy y de área δA:

-La aparición de este esfuerzo de corte debido a la presencia de ungradiente de velocidad existe en cada plano del fluido y es el responsable de la deformación continua del fluido haciendo que el fluido fluya.

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