Propiedades Reologicas
Propiedades Reologicas
Propiedades Reologicas
Fluidos newtonianos
Son aquellos cuya viscosidad se mantiene constante independientemente de la velocidad a que
están siendo cortados cuando se mueven en conductos de régimen laminar. Es decir, mantienen
una relación directa y proporcional entre el esfuerzo de corte que genera el movimiento y la
velocidad de corte a la cual se mueve.
La relación que liga la fuerza con el desplazamiento está dada por la siguiente fórmula:
𝐹 𝑙𝑏 𝑣
[ 2
] = 𝑢 (− )
𝐴 100𝑓𝑡 𝑡
El esfuerzo de corte debe ser medido a distintas velocidades de corte para caracterizar las
propiedades de flujo de un fluido. Sólo se requiere una medida, porque el esfuerzo de corte es
directamente proporcional a la velocidad de corte para un fluido
newtoniano. A partir de esta medida, se puede calcular el esfuerzo de corte a cualquier otra
velocidad de corte, usando la siguiente ecuación:
t=µ*g
En la cual:
T =Esfuerzo cortante (Pa)
To =Esfuerzo de cedencia (Pa)
K = índice de consistencia del fluido (Pa sn).
n = índice de potencia del fluido, adimensional.
y = Tasa de cizalladura (1/s).
EI valor de To, físicamente representa el valor del esfuerzo cortante inicial, al cual debe ser
sometido el fluido para que presente fluidez o un movimiento inicial y es llamado esfuerzo cortante
de cedencia. Una vez que el esfuerzo de cedencia o umbral de fluencia es superado, se produce
un flujo plástico con una creciente modificación de la estructura o destrucción de la misma.
La expresión puede ser modificada dependiendo del tipo de comportamiento reol6gico:
Para fluidos Newtonianos ( n =1 y To = a ): T Kr=J.lr
Para fluidos seudo plásticos ( n "* a y To = a )r K (r) n ; n<1
Para fluidos dilatantes ( n"* aY To = a ) r K (7)11 ;n>1
Estas expresiones son comúnmente denominadas las leyes de potencia para fluidos. Para fluidos
Newtonianos (n = 1) Y el índice de consistencia (K) es igual a la viscosidad dinámica (J.l).
Como ya se mencion6 para fluidos no Newtonianos la viscosidad no es constante, y por lo tanto
se define una viscosidad aparente (J.lp) , dada por:
rI-'p
Para fluidos Newtonianos donde n = 1, la siguiente igualdad aplica: J.lP = J.l
Comportamiento elástico
Una diferencia notoria entre un fluido Newtoniano y un sólido elástico es que los fluidos fluyen
mientras se mantenga el esfuerzo, en cuanto un sólido elástico responde de forma instantánea al
esfuerzo y alcanza una deformación dada que se mantiene mientras se le aplique dicho esfuerzo.
Algunos sólidos pueden presentar una deformación relativa que es proporcional al esfuerzo, en la
cual se presenta el esfuerzo en función de la deformación relativa de una muestra de goma de
silicon. La muestra fue sometida a una deformación; es decir, cizallamiento entre dos placas. En
esta situación la deformación relativa es igual a δ/h.
Fluidos pseudo-plasticos
Cuyo movimiento se inicia con la aplicación de la fuerza, entre los cuales están los fluidos
adelgazantes, que son aquellos cuya viscosidad disminuye al crecer la velocidad de corte
entre los que se encuentran los fluidos de perforación y los dilatantes, aquellos cuya
viscosidad aumenta al crecer la velocidad de corte.
Fluidos dilatantes
El comportamiento de los fluidos diletantes puede ser caracterizado por la curva de flujo de la
figura La viscosidad efectiva de un fluido dilatante incrementa con el incremento de la velocidad
de corte. Esta no es una característica deseable para un fluido de perforación.
Referencias
BALMACEDA, Estela; CHOKYUN, Rha y HUANG, Frank. Rheological properties of hydrocolloids.
En: Journal of food science. Vol 38 (1973); p.1169-1173.
BARNES, Howard A. The yield stress-a review or 'nUVTU pOl'-everything flows? En: J. Non-
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BIRD, R. Byron; STEWART, Warren, E. y LIGHTFOOT, Edwin, N. Transport phenomena. United
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Darby, R. Chemical Engineering Fluid Mechanics. En cap. 1-2, Marcel Dekker, Inc. New York,
1996.