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Fenómenos de Transporte Tema 1 p. 1 TEMA 1 Viscosidad y mecanismo del transporte de cantidad de movimiento Ley de Newton de la viscosidad Fluidos no-newtonianos.

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1 Fenómenos de Transporte Tema 1 p. 1 TEMA 1 Viscosidad y mecanismo del transporte de cantidad de movimiento Ley de Newton de la viscosidad Fluidos no-newtonianos Viscosidad: Determinación experimental Viscosidad de gases Influencia de la presión y la temperatura Mezclas de gases Viscosidad de líquidos

2 Fenómenos de Transporte Tema 1 p. 2 t < 0 x y y = Y y = 0 t > 0 VV Ley de Newton de la viscosidad EFECTO: TRANSPORTE DE C.D.M. FUERZA IMPULSORA (GRADIENTE DE VELOCIDAD) t = 0 V

3 Fenómenos de Transporte Tema 1 p. 3 VISCOSIDAD CINEMATICA: CUESTIÓN Dos corrientes de productos líquidos descienden de forma continua por planos inclinados idénticos, formando capas con el mismo espesor. Si los productos tienen la misma densidad pero diferente viscosidad, ¿cuál de las dos corrientes circulará a mayor velocidad? Explicar.

4 Fenómenos de Transporte Tema 1 p. 4 Fluidos no-newtonianos Newtoniano Bingham Shear-thinning (Pseudoplástico) Shear-thickening (Dilatante) Plásticos de Bingham Plásticos de Ostwald Pseudoplásticos Dilatantes Fluidos no-newtonianos con viscosidad constante en el tiempo

5 Fenómenos de Transporte Tema 1 p. 5 Bingham Pseudoplástico Prandtl-Eyring Newtoniano Dilatante Modelos de dos parámetros

6 Fenómenos de Transporte Tema 1 p. 6 Ellis ( >1) Newtoniano Reiner-Philippoff Ellis ( 1) Modelos de tres parámetros Modelo de Herschel–Bulkley CUESTIÓN Ejercicio en la Web: 2004-Tarea-No:1

7 Fenómenos de Transporte Tema 1 p. 7 Tixotrópicos Reopécticos Viscoelásticos Fluidos no-newtonianos con viscosidad no-constante en el tiempo Tixotrópicos Reopécticos Viscoelásticos: Tiempo de relajación

8 Fenómenos de Transporte Tema 1 p. 8 Medida experimental de la viscosidad Viscosímetro de Ostwald Hagen-Poiseuille : Viscosímetro de Höppler FRFRF FPFP 1 2

9 Fenómenos de Transporte Tema 1 p. 9 Viscosímetros de Engler, Ford y Saybolt Viscosímetro de cilindros concéntricos Viscosímetro de plato y cono

10 Fenómenos de Transporte Tema 1 p. 10 Viscosidad de los gases a Modelización Separación entre capas: Perfil de velocidad lineal: Balance de CDM: Gas Puro. Esferas (m, d) sin interacciones. n = moléculas / volumen pequeño. Teoría cinética de los gases y x

11 Fenómenos de Transporte Tema 1 p. 11 Substituyendo en el balance de CDM... Comparando con la Ley de Newton... Modificación de Chapman-Enskog Potencial de Lennard-Jones: r - ε m r σ

12 Fenómenos de Transporte Tema 1 p. 12

13 Fenómenos de Transporte Tema 1 p. 13

14 Fenómenos de Transporte Tema 1 p. 14

15 Fenómenos de Transporte Tema 1 p. 15 Método de Chung et al. (1984, 1986) Integral de colisión: Factor F c : Momento dipolar adimensional: The Properties of Gases and Liquids, 5ª Ed. B.E.Poling, J.M.Prausnitz and J.P. OConnell McGraw-Hill (2001)

16 Fenómenos de Transporte Tema 1 p. 16 Influencia de la presión y la temperatura Childs & Hanley TEMPERATURA REDUCIDA GAS DENSO GAS DILUIDO 1.0 ERROR < 1% ERROR > 1% Viscosidad crítica

17 Fenómenos de Transporte Tema 1 p. 17 Mezclas de gases Ecuación de Wilke Diagrama generalizado Constantes pseudocríticas:

18 Fenómenos de Transporte Tema 1 p. 18 Viscosidad de líquidos Modelo de Eyring Modelo de Orrik y Erbar

19 Fenómenos de Transporte Tema 1 p. 19 Influencia de la temperatura en los líquidos ln µ Ecuación de Andrade


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