La velocidad de cizallamiento es la velocidad a la que se aplica una deformación de cizallamiento progresiva a algún material.
Cizalla simple
La velocidad de corte de un fluido que fluye entre dos placas paralelas, una que se mueve a una velocidad constante y la otra estacionaria ( flujo Couette ), se define por
dónde:
- es la velocidad de corte, medida en segundos recíprocos ;
- v es la velocidad de la placa en movimiento, medida en metros por segundo;
- h es la distancia entre las dos placas paralelas, medida en metros.
O:
Para el caso de corte simple , es solo un gradiente de velocidad en un material que fluye. La unidad de medida del SI para la velocidad de corte es s −1 , expresada como "segundos recíprocos" o " segundos inversos ". [1]
La velocidad de corte en la pared interior de un fluido newtoniano que fluye dentro de una tubería [2] es
dónde:
- es la velocidad de corte, medida en segundos recíprocos;
- v es la velocidad lineal del fluido;
- d es el diámetro interior de la tubería.
La velocidad lineal del fluido v está relacionada con el caudal volumétrico Q por
donde A es el área de la sección transversal de la tubería, que para un radio interior de tubería de r está dada por
produciendo así
Sustituyendo lo anterior en la ecuación anterior para la velocidad de corte de un fluido newtoniano que fluye dentro de una tubería, y observando (en el denominador) que d = 2 r :
que se simplifica a la siguiente forma equivalente para la tasa de cizallamiento de la pared en términos de tasa de flujo volumétrico Q y radio interior de la tubería r :
Para una pared de fluido newtoniano , el esfuerzo cortante ( τ w ) se puede relacionar con la velocidad de corte por τ w = x μ , donde μ es la viscosidad dinámicadel fluido. Para los fluidos no newtonianos, existen diferentes leyes constitutivas según el fluido, lo que relaciona el tensor de tensión con el tensor de velocidad de corte.
Referencias
- ^ "Brookfield Engineering - sección de glosario sobre términos de viscosidad" . Archivado desde el original el 9 de junio de 2007 . Consultado el 10 de junio de 2007 .
- ^ Darby, Ron (2001). Ingeniería Química Mecánica de Fluidos (2ª ed.). Prensa CRC. pag. 64. ISBN 9780824704445.