UNIDAD IV “FLUIDOS NO NEWTONIANOS”

Presentación del tema: "UNIDAD IV “FLUIDOS NO NEWTONIANOS”"— Transcripción de la presentación:

1 UNIDAD IV “FLUIDOS NO NEWTONIANOS”
Dzib Cruz Wendy. Poot Pérez Teresita. Sánchez Gutiérrez Alfredo. Yam Sierra Adriana.

2 INDICE Introducción Objetivo ¿Qué son los materiales?
Propiedades de los materiales ¿Qué es un fluido? ¿Qué son los fluidos no newtonianos? Propiedades de los fluidos no newtonianos Fundamentos físicos de los fluidos no newtonianos Clasificación de los fluidos no newtonianos Conclusión Bibliografías

3 INTRODUCCIÓN El ser humano viene utilizando diversos materiales desde épocas ancestrales, aprovechando los recursos disponibles de su entorno, como madera, arcilla, metales, etcétera; para el diseño de un objeto ha de emplearse el material que mejor se adapta a sus exigencias de uso y que resulte más económico. Casi todos los fluidos en el mundo real presentan viscosidad. La viscosidad es la resistencia que presenta un fluido a ser deformado por algún esfuerzo que se le aplique. El esfuerzo se define, como la fuerza sobre unidad de área que se le aplica a un objeto. Existen dos tipos de fluidos: Newtonianos y No Newtonianos. *Fluidos newtonianos si se cumple que: Al no aplicar esfuerzo dicho fluido no se deforma. La deformación del fluido es directamente proporcional al esfuerzo que se aplica. La viscosidad es la razón entre el esfuerzo y la deformación. *Fluidos no newtonianos, es aquel 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.

4 OBJETIVO Conocer las propiedades que hacen de los fluidos no newtonianos un material poli- funcional.

5 ¿QUÉ ES UN MATERIAL?  Cualquier sustancia que presenta una propiedad útil. Las propiedades de un material se pueden definir como aquella serie de características que determinan el comportamiento de ese material ante las acciones físicas, químicas, mecánicas, etc. Siendo dichas propiedades lo que diferencian un material de otro y lo que determina que un objeto esté fabricado de un material determinado. Los materiales de los cuales están fabricados los objetos no se encuentran directamente en la naturaleza, sino que se elaboran a partir de otras sustancias que son las que se extraen de la naturaleza.

6 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
Sensoriales Son las que se perciben por medio de los sentidos Color y Brillo Textura Físico-Químicos Están relacionadas con el comportamiento del material frente a acciones externas Transparencia Oxidación Conductividad eléctrica Conductividad térmica Dilatación térmica Densidad Mecánicas Están relacionadas con la forma en que reaccionan los materiales cuando actúan fuerzas sobre ellos. Elasticidad Plasticilidad Ductibilidad Maleabilidad Dureza Fragilidad Tenacidad Fatiga Ecológicas Están relacionadas con la mayor o menor nocividad del material para el medio ambiente. Toxicidad Reciclabilidad Biodegradabilidad Tecnológicas Están relacionadas con el comportamiento de los materiales durante la fabricación. Fusibilidad

7 Propiedades de los materiales
Ópticas Se refieren a la reacción del material cuando la luz incide sobre él. Materiales opacos, que no permiten que la luz los atraviese Materiales transparentes, que dejan pasar la luz Materiales translúcidos, que permiten que penetre la luz pero no dejan ver nítidamente a través de ellos. Magnéticas Capacidad que tiene un metal ferroso (hierro y sus aleaciones) para ser atraído por un imán. Térmicas Describen el comportamiento de un material frente al calor Conductividad térmica. Son buenos conductores del calor mientras que el algodón, la lana, la fibra de vidrio, los poliuretanos, etcétera. Son aislantes y evitan que el calor los atraviese con facilidad. Modificación de características mecánicas con la temperatura.

8 ¿QUÉ ES UN FLUIDO? Un fluido se define como una sustancia que se deforma continuamente bajo la acción de un esfuerzo de corte, por tanto, en ausencia de este, no habrá deformación.  Los fluidos pueden clasificarse de manera general de acuerdo con la relación entre el esfuerzo de corte aplicado y la relación de deformación.

9 ¿Qué son los fluidos no-newtonianos?
Un fluido no newtoniano es aquél 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. 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

10 La cuestión es que bajo determinadas acciones lógicas en la dinámica de fluidos, se comportaban como sólidos o como gases, modificando su densidad, resistencia y desafiando incluso aparentemente las leyes de la gravedad, modificando su estructura molecular en función de las condiciones de acción-reacción, sin que la temperatura exterior (termodinámica) sea el factor que modifica las características básicas del fluido.

11 • Soluciones de polímeros. • Mermeladas y jaleas.
Ejemplos: • Pinturas y barnices. • Soluciones de polímeros. • Mermeladas y jaleas. • Mayonesa y manteca. • Dulce de leche y la miel. • Salsas y melazas. • Soluciones de agua con arcillas y carbón. • La sangre humana.

12 Otro ejemplo son los fluidos utilizados en la técnica de fractura de los pozos de petróleo que se aplica para aumentar la producción de los mismos. Consiste en una solución de agua con materiales que constituyen un fluido de alta densidad en el que permanecen en suspensión arena, vidrio y hasta esferas metálicas. Este fluido con elementos en suspensión puede bombearse al pozo en grandes caudales con pérdidas de carga del orden de la mitad de la correspondiente al agua. Inquisol 820: Relleno de baches. Es un aglomerado asfáltico de aplicación en frío, formado por una mezcla de agregados minerales y ligante bituminoso. El producto es manejable a temperatura ambiente. Permite una utilización parcial del producto. Tiene una elevada cohesión interna. Densidad a 20 ºC: g/ml; densidad del producto compactado: 2,1 g/ml.

13 Pasta dental: El compuesto más abundante es el agua,  yeso que se emplea para enfrentarse al esmalte de los dientes, óxido de titanio, el mismo material que se utiliza en la pintura blanca de las paredes, blanqueadores ópticos, los que se usan en los detergentes para lavar la ropa, para asegurar ese más blanco que blanco. Para que no se seque la pasta se le añade una mezcla de glicol de glicerina, un alga marina y aceite de parafina. Agua: 1)Estado físico: sólida, liquida y gaseosa 2)Color: incolora 3)Sabor: insípida 4)Olor: inodoro 5)Densidad: 1 g./c.c. a 4°C 6)Punto de congelación: 0°C 7)Punto de ebullición: 100°C 8)Presión critica: 217,5 atm 9)Temperatura critica: 374°C Yeso: 1)Solubilidad 2) Velocidad de fraguado 3) Resistencia mecánica 4) Permeabilidad 5)Adherencia 6)Corrosión 7)Resistencia al fuego Óxido de titanio: gran importancia como pigmento blanco por sus propiedades de dispersión, su estabilidad química y su no toxicidad. Semiconductor sensible a la luz que absorbe radiación electromagnética cerca de la región UV. Glicol de glicerina: Humecta y da el aspecto resbaladizo. Maicena : Presenta tixotropía inversa, es decir, que aumenta su viscosidad cuando es sometida a tensiones en el líquido.

14 PROPIEDADES DE 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 bajo diferentes condiciones de flujo, tales como condiciones de esfuerzo cortante oscilatorio. Sin embargo, pronto, la comunidad científica comenzó a utilizar otro ejemplo que revelaba la capacidad de cambio de las propiedades no en función de la termodinámica, sino de la mecánica de fluidos.

15 Dependientes del tiempo Pseudoplásticos
Fluidos Newtonianos No Newtonianos Dependientes del tiempo Pseudoplásticos Plasma sanguíneo, suspensiones acuosas de arcilla, polietileno fundido Fluidos dilatadores Almidón en agua, Dióxido de titanio Fluidos de Bingham Chocolate, ketchup, mostaza, mayonesa, pintura, pasta de dientes, sedimentos de aguas residuales, asfalto, grasas No dependientes Tixotrópicos Aceites de petróleo crudo a bajas temperaturas, soluciones polímeras, tintas de impresión

16 FUNDAMENTOS FISICOS DE LOS FLUIDOS NO NEWTONIANOS
En síntesis es la conjugación de la aceleración, el impulso y la fuerza la que determinan la propiedad inversa de solidificación- gelatinificación en los Fluidos No Newtonianos, lo que permite afirmar que la dinámica de fluidos y la termodinámica no se cumplen bajo las condiciones de considerar variable la constante de Taylor. Un fluido no-newtoniano no tiene un valor de viscosidad definido y constante, a diferencia de un fluido newtoniano por ello se pueden dar ocasiones en las que se comporta como un sólido mas que como un líquido.

17 Fluidos que siguen la ley de potencias
Tipo de fluido Comportamiento Características Ej. Plásticos Plástico perfecto La aplicación de una deformación no conlleva un esfuerzo de resistencia en sentido contrario 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 Barro, algunos coloides Pseudoplástico 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 Fluidos que siguen la ley de potencias Seudoplástico La viscosidad aparente se reduce con el gradiente del esfuerzo cortante Algunos coloides, arcilla, leche, gelatina, sangre. La viscosidad aparente se incrementa con el gradiente del esfuerzo cortante Soluciones concentradas de azúcar en agua, suspensiones de almidón de maíz o de arroz.

18 Fluidos viscoelásticos Fluidos cuya viscosidad depende del tiempo
Tipo de fluido Comportamiento Características Ej. Fluidos viscoelásticos Fluido Oldroyd-B Combinación lineal de comportamiento como fluido newtoniano y como material de Maxwell Betún, masa panadera, nailon, plastilina Material de Kelvin Combinación lineal en paralelo de efectos elásticos y viscosos Plástico Estos materiales siempre vuelven a un estado de reposo predefinido Fluidos cuya viscosidad depende del tiempo Reopéctico La viscosidad aparente se incrementa con la duración del esfuerzo aplicado Algunos lubricantes Tixotrópico La viscosidad aparente decrece con la duración de esfuerzo aplicado Algunas variedades de mieles, kétchup, algunas pinturas antigoteo.

19 CONCLUSIÓN Los fluidos no newtonianos tienen una gran importancia industrial, esto es por su alto requerimiento para la fabricación de subproductos, esto es debido a las propiedades que actúan en ellos.

20 BIBLIOGRAFÍA http://www.amf.uji.es/Teoria_Tema1_910.pdf
ewtonianos/nonewtonianos.html os%20no%20newtonianos_R1.pdf AngloAmerLomas-FLUIDOSNONEWTONIANOS.pdf