Viscosidad en fluidos: Aprende sobre viscosidad dinámica, cinemática, aparente, de cizallamiento, extensional, bidimensional, compleja y turbulenta y sus aplicaciones.
8 Tipos de Viscosidad en Fluidos Explicados
La viscosidad es una propiedad crucial de los fluidos que describe su resistencia al flujo. Se puede considerar como una medida de la fricción interna dentro del fluido. En el campo de la ingeniería térmica y la dinámica de fluidos, conocer los diferentes tipos de viscosidad y sus aplicaciones es fundamental. A continuación, exploraremos ocho tipos de viscosidad en los fluidos.
1. Viscosidad Dinámica
También conocida como viscosidad absoluta, la viscosidad dinámica (\(\mu\)) mide la resistencia de un fluido a fluir bajo un esfuerzo cortante. La unidad de medida en el Sistema Internacional es el pascal segundo (Pa·s). Se puede definir matemáticamente por la fórmula:
\(\tau = \mu \left( \frac{du}{dy} \right)\)
donde \(\tau\) es el esfuerzo cortante y \(\frac{du}{dy}\) es el gradiente de velocidad.
2. Viscosidad Cinemática
La viscosidad cinemática (\(\nu\)) es la relación entre la viscosidad dinámica y la densidad del fluido (\(\rho\)). Su unidad en el Sistema Internacional es el metro cuadrado por segundo (m2/s). Se define por la fórmula:
\(\nu = \frac{\mu}{\rho}\)
3. Viscosidad Aparente
La viscosidad aparente varía dependiendo de las condiciones de deformación y la velocidad de cizallamiento. Se usa principalmente en líquidos no newtonianos donde la viscosidad no es constante y depende de la tasa de cizallamiento aplicada al fluido.
4. Viscosidad de Cizallamiento
La viscosidad de cizallamiento es similar a la viscosidad dinámica, pero se refiere específicamente a fluidos no newtonianos donde la viscosidad cambia con la tasa de cizallamiento. Es crucial para la descripción de materiales como el lodo o la pintura.
5. Viscosidad Extensional
Este tipo de viscosidad se refiere a la resistencia del fluido a deformarse bajo una extensión o estiramiento. Es particularmente relevante en procesos de fabricación y flujo de polímeros.
6. Viscosidad Bidimensional
La viscosidad bidimensional se aplica a superficies o películas finas de fluidos. Es una medida de la resistencia de una capa superficial a deformarse y es importante en el estudio de la dinámica de fluidos en interfaces, como en la formación de películas de aceite.
7. Viscosidad Compleja
En materiales viscoelásticos, como algunos polímeros, la viscosidad compleja (\(\eta*\)) combina la viscosidad dinámica (real) y la viscosidad elástica (imaginaria). Se analiza frecuentemente en el dominio de la frecuencia mediante la respuesta del material a oscilaciones armónicas.
8. Viscosidad Turbulenta
En la dinámica de fluidos turbulentos, la viscosidad turbulenta es un concepto utilizado para modelar los efectos de la turbulencia sobre el esfuerzo cortante. Aunque no es una verdadera propiedad física del fluido, es útil en la formulación de modelos de turbulencia en simulaciones computacionales.
Conocer y comprender estos diferentes tipos de viscosidad es esencial para los ingenieros térmicos y de fluidos, ya que cada tipo tiene aplicaciones específicas y es crucial para el diseño y análisis de sistemas térmicos y de transporte de fluidos.
