Diferencia entre fluidos newtonianos y no newtonianos

1 de noviembre de 2019 Escrito por Madu

Que diferencia principal entre fluidos newtonianos y no newtonianos que los fluidos newtonianos tienen una viscosidad constante mientras que los fluidos no newtonianos tienen una viscosidad variable.

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Podemos clasificar los fluidos, es decir, líquidos y gases, como newtonianos o no newtonianos, según la viscosidad del fluido. La viscosidad es el estado donde es espesa y pegajosa debido a la fricción interna del líquido. Además, debemos considerar otros parámetros para determinar si un fluido es newtoniano o no newtoniano. Estos son el esfuerzo cortante y la velocidad de corte. El esfuerzo cortante es el esfuerzo coplanarmente aplicado a la sección transversal del fluido, mientras que la tasa de corte es la tasa de cambio de velocidad a la que una capa de fluido pasa sobre una capa adyacente.

CONTENIDO

1. Descripción general y diferencia clave
2. ¿Qué es el líquido newtoniano?
3. ¿Qué es un fluido no newtoniano?
4. Comparación lado a lado: fluidos newtonianos y no newtonianos en forma tabular
5. Resumen

¿Qué es el fluido newtoniano?

Los líquidos newtonianos son líquidos con una viscosidad constante y una velocidad de cizallamiento cero con un esfuerzo de cizallamiento cero. Eso significa; la velocidad de corte es directamente proporcional al esfuerzo cortante. En otras palabras, la relación entre el esfuerzo cortante y la velocidad de corte es constante en todo el fluido.

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Figura 01: Propiedades de un fluido newtoniano

Sin embargo, la mayoría de los líquidos que conocemos tienen una viscosidad variable. Normalmente, los líquidos reales no cumplen exactamente con la definición. Por lo tanto, se considera como un modelo matemático simple. Pero podemos suponer que algunos líquidos y gases comunes, como el agua y el aire, son líquidos newtonianos. El nombre Newton proviene de Isaac Newton, quien fue el primer científico en utilizar una ecuación diferencial para postular la relación entre el esfuerzo cortante y la velocidad de corte de los líquidos.

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¿Qué es un fluido no newtoniano?

Los líquidos no newtonianos son líquidos que tienen una viscosidad variable y una relación variable con el esfuerzo cortante. Esto se debe a que estos líquidos no siguen la ley de viscosidad de Newton. La viscosidad de estos fluidos puede cambiar bajo la fuerza. es decir, algunos líquidos, como las salsas, corren más suavemente cuando se agita la botella. La mayoría de los líquidos que conocemos son líquidos no newtonianos. Muchas soluciones salinas, polímeros fundidos y muchos otros líquidos pueden clasificarse en este grupo.

Figura 02: Un fluido no newtoniano

Aunque usamos el término viscosidad en mecánica de fluidos para describir las propiedades de corte de un fluido, no es suficiente para describir las propiedades de los fluidos no newtonianos. Hay varias propiedades de comportamiento de los fluidos no newtonianos, incluida la viscoelasticidad, la viscosidad dependiente del tiempo, etc.

¿Cuál es la diferencia entre los líquidos newtonianos y no newtonianos?

Los fluidos se pueden dividir en dos tipos según la viscosidad en fluidos newtonianos y fluidos no newtonianos. La principal diferencia entre los líquidos newtonianos y no newtonianos es que los líquidos newtonianos tienen una viscosidad constante, mientras que los líquidos no newtonianos tienen una viscosidad variable. Además, al considerar la velocidad de corte y el esfuerzo cortante en los fluidos newtonianos, podemos observar una velocidad de corte cero en un esfuerzo cortante cero. Eso significa; la velocidad de corte es directamente proporcional al esfuerzo cortante. Sin embargo, los fluidos no newtonianos tienen una relación variable entre la velocidad de corte y el esfuerzo cortante.

Aunque la mayoría de los líquidos que conocemos son líquidos no newtonianos, en condiciones normales el agua y el aire se consideran líquidos newtonianos. Sin embargo, casi todas las sales, material polimérico fundido, sangre, pasta de dientes, pintura, almidón de maíz y muchos otros tipos de líquidos son líquidos no newtonianos.

La siguiente infografía resume la diferencia entre fluidos newtonianos y no newtonianos.

Resumen - Fluidos newtonianos y no newtonianos

Los fluidos se pueden dividir en dos tipos según la viscosidad en fluidos newtonianos y fluidos no newtonianos. La principal diferencia entre los líquidos newtonianos y no newtonianos es que los líquidos newtonianos tienen una viscosidad constante, mientras que los líquidos no newtonianos tienen una viscosidad variable.

Relación:

1. Coussot, P. "Introducción a la reología de fluidos complejos". Comprender la reología del hormigón, 2012, pp. 3–22., doi:10.1533/9780857095282.1.3.
2. "Fluido newtoniano". Wikipedia, Fundación Wikimedia, 13 de octubre de 2019, disponible aquí.
3. "Fluido no newtoniano". Wikipedia, Fundación Wikimedia, 8 de septiembre de 2019, disponible aquí.

Imagen de cortesía:

1. "Dilatante-pseudoplástico" por DirectEON (charla) 08:46, 28 de marzo de 2008 (UTC) - Autogenerado (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia
2. "Piscina infantil Cornstarch 9" de Trevor Cox (CC BY-SA 2.0) a través de Flickr