Física Dinámica de Fluidos Viscosidad
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Viscosidad
La Viscosidad \eta es una propiedad física de los fluidos (líquidos y gases) que describe su resistencia al flujo o deformación. Se puede entender como una medida de la fricción interna dentro del fluido, es decir, la fuerza que opone el fluido al moverse o fluir. Cuanto mayor es la viscosidad, más resistencia presenta el fluido para moverse, y cuanto menor es la viscosidad, más fácilmente fluye. Puede calcularse como:
P \, = \, \eta \frac{dv}{dy}
[\eta] \, = Pa \cdot s \, = P \, (poise)
Donde P es la presión que ejerce la viscosidad en el fluido, \eta es la viscosidad y \frac{dv}{dy} es el gradiente de velocidad (derivada de la velocidad respecto a la posición).
La viscosidad provoca que el fluido no tenga la misma velocidad a a lo ancho del tubo (la parte \frac{dv}{dy} indica como cambia la velocidad en función de la posición en y), es decir, la presión a la que está sometida cada parte del fluido cambia, lo que provoca el llamado flujo laminar, donde el fluido se mueve en «capas» o «láminas»de diferente velocidad (ver animación).
Ecuación de Poiseuille
La viscosidad genera una fricción en el fluido, reduciendo su velocidad y, por tanto, su presión. Esta caída de presión puede calcularse a través de la Ecuación de Poiseuille:
\Delta P \, = \, \frac{8\eta L Q}{\pi r^{4}}
Donde L es la longitud de la tubería, Q el caudal a través de la tubería y r el radio de la tubería.