Que son los fluidos newtonianos

Que son los fluidos newtonianos

qué son los fluidos newtonianos – pythagoras math

Todo el personal de planta y de procesamiento entiende que mantener la integridad del producto es fundamental. En el procesamiento de alimentos, la manipulación puede cambiar la textura, el sabor y la apariencia del producto, y en el procesamiento farmacéutico, el mantenimiento de la delicada estructura celular es vital. El comportamiento de los alimentos, las bebidas y los productos farmacéuticos en las condiciones de procesamiento es un factor clave a tener en cuenta.

En este artículo -escrito para el personal de la planta, los ingenieros, los especialistas en calidad, los departamentos de I+D y otros expertos en procesamiento- nos centramos en los productos que responden de forma diferente a las fuerzas que entran en juego durante el procesamiento. Estas fuerzas incluyen la presión y la velocidad del sistema y la fricción que se produce en las superficies de las tuberías. Por ejemplo, las bombas crean presión para mover los fluidos a través de los sistemas, y esa presión actúa como una fuerza sobre los fluidos.

El cizallamiento es el movimiento relativo entre capas adyacentes de un fluido en movimiento. Algunos de los ejemplos más sencillos son el untado de mantequilla en el pan o la aplicación de crema solar. En cada caso, un nivel del líquido (la mantequilla en el cuchillo) se mueve en relación con la capa adyacente (la mantequilla en el pan).

¿qué es un fluido no newtoniano?

Este artículo puede ser demasiado técnico para la mayoría de los lectores. Por favor, ayuda a mejorarlo para que sea comprensible para los no expertos, sin eliminar los detalles técnicos. (Diciembre de 2017) (Aprende cómo y cuándo eliminar este mensaje de la plantilla)

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Un fluido newtoniano es un fluido en el que las tensiones viscosas que surgen de su flujo, en cada punto, están linealmente[1] correlacionadas con la tasa de deformación local -la tasa de cambio de su deformación en el tiempo-[2][3][4] Eso equivale a decir que esas fuerzas son proporcionales a las tasas de cambio del vector velocidad del fluido a medida que uno se aleja del punto en cuestión en varias direcciones.

Más precisamente, un fluido es newtoniano sólo si los tensores que describen la tensión viscosa y la velocidad de deformación están relacionados por un tensor de viscosidad constante que no depende del estado de tensión y de la velocidad del flujo. Si además el fluido es isotrópico (es decir, sus propiedades mecánicas son las mismas a lo largo de cualquier dirección), el tensor de viscosidad se reduce a dos coeficientes reales, que describen la resistencia del fluido a la deformación por cizalladura continua y a la compresión o expansión continua, respectivamente.

diferencia entre fluido newtoniano y fluido no newtoniano

El flujo a través de medios porosos es omnipresente en muchos sistemas naturales e industriales. Los ejemplos incluyen el flujo a través de tejidos biológicos, vasos sanguíneos y huesos [1-3] o a través de suelos, sedimentos y rocas, con un interés de larga data en hidrología [4, 5], petróleo [6] e ingeniería química [7-9]. A bajos números de Reynolds (Re≪1), el flujo volumétrico de un fluido newtoniano que fluye a través de un medio poroso se describe mediante la ley de Darcy

donde q es el caudal medio por unidad de superficie, también llamado velocidad de Darcy y μ es la viscosidad dinámica. La variable κ es la permeabilidad y Δp/L es la caída de presión a lo largo de la distancia L. La constante de proporcionalidad K = κ/μ se denomina conductividad hidráulica y puede derivarse de la ecuación de Stokes asumiendo una relación lineal entre las fuerzas viscosas y la velocidad de flujo [10].

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Mientras que la ley de Darcy es una buena descripción para el comportamiento en masa de un fluido cuya viscosidad μ es constante, muchos fluidos relevantes, por ejemplo, en la industria alimentaria [11-13] y del petróleo [14, 15], muestran una ley constitutiva mucho más compleja. Para la mayoría de estos fluidos denominados no newtonianos, la viscosidad puede describirse mediante una función no lineal del tensor de velocidad de tensión-deformación E o, más concretamente, su primera invariante principal γ˙=12E:E [16]. Debido a la heterogeneidad de las velocidades de flujo en el espacio intersticial de los poros, las tasas de corte varían considerablemente dentro de los medios porosos. En el caso de los flujos no newtonianos, el acoplamiento de las ecuaciones constitutivas con el campo de flujo conduce a una resistencia viscosa variable en el espacio. En consecuencia, la relación entre la velocidad de Darcy y la caída de presión ya no puede describirse mediante una función lineal como en el caso de los fluidos newtonianos. Para obtener una ecuación de masa para el flujo que sea lineal en la caída de presión, debe utilizarse una viscosidad efectiva μeff -que a su vez depende de las variables del flujo- para tener en cuenta los efectos no lineales, es decir,

fluidos newtonianos y no newtonianos

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Un fluido newtoniano es un fluido en el que las tensiones viscosas que surgen de su flujo, en cada punto, están linealmente[1] correlacionadas con la tasa de deformación local -la tasa de cambio de su deformación en el tiempo-[2][3][4] Eso equivale a decir que esas fuerzas son proporcionales a las tasas de cambio del vector velocidad del fluido a medida que uno se aleja del punto en cuestión en varias direcciones.

Más precisamente, un fluido es newtoniano sólo si los tensores que describen la tensión viscosa y la velocidad de deformación están relacionados por un tensor de viscosidad constante que no depende del estado de tensión y de la velocidad del flujo. Si además el fluido es isotrópico (es decir, sus propiedades mecánicas son las mismas a lo largo de cualquier dirección), el tensor de viscosidad se reduce a dos coeficientes reales, que describen la resistencia del fluido a la deformación por cizalladura continua y a la compresión o expansión continua, respectivamente.

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