Desde el punto de vista histórico el origen de la Reología se fija en la segunda mitad del siglo...
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REOLOGÍA Y FLUJO DE FLUIDOS. UNIDAD II.
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REOLOGÍA Y FLUJO DE FLUIDOS.
UNIDAD II.
Desde el punto de vista histórico el origen de la
Reología se fija en la
segunda mitad del siglo XVII, época en la que
Robert Hooke e Isaac
Newton dieron a conocer sus ideas acerca del
sólido elástico y del
fluido viscoso ideales, respectivamente. En su
libro la “Verdadera
teoría de la Elasticidad”, Hooke propone: “Si se
dobla la tensión, se
dobla la deformación.
HISTORIA:
Nueve años después, Isaac Newton
publicó en “Philosophiae
Naturalis Principia Mathematica” una
hipótesis asociada al estado
simple del corte: “La resistencia derivada
de la falta de deslizamiento
de las partes de un líquido, es proporcional
a la velocidad con que se
separan unas de otras dentro de él”.
Esta necesidad de deslizamiento
es lo que ahora se denomina
“Viscosidad”, sinónimo de fricción
interna. Dicha viscosidad es una
medida de la resistencia a fluir.
El término Reología fue sugerido en
1929 por Eugene Cook Bingham
para definir la rama de la Física que
tiene por objeto el conocimiento
de la deformación o flujo de la materia.
2.1 IMPORTANCIA Y DEFINICIÓN DE LA REOLOGÍA DE ALIMENTOS.
La Reología es la ciencia del flujo, que estudia la deformación de un cuerpo sometido a esfuerzos externos. Su estudio es esencial en muchas industrias, incluyendo, por ejemplo:
las de plásticos. Pinturas. alimentación. tintas de
impresión. detergentes. o aceites
lubricantes etc.
La Reología moderna, además de los comportamientos elástico y viscoso, estudia también sistemas complejos que presentan simultáneamente propiedades elásticas y viscosas, es decir, sustancias viscoelásticas.
El comportamiento de flujo también puede denominarse comportamiento reológico, cuando dicho, los materiales se evalúan acorde a los parámetros de la reología.
. Las reología tiene varios usos en la práctica, dependiendo del objetivo delestudio de cada tipo de material. En tal
sentido pueden distinguirse dos objetivosprincipales:
1. Predecir el comportamiento macroscópico del fluido bajo
condiciones de proceso para lo cual, se hace uso de las relaciones
constitutivas y de las funcionesmateriales.
2. Estudiar de manera indirecta la microestructura del fluido y evaluar el efecto
de varios factores sobre dicha microestructura.
¿EN QUE INDUSTRIAS SE APLICA LA REOLOGÍA?
a) Producción de medicamentos: se estudia su estabilidad química, su tiempo de caducidad y su facilidad de extrusión, entre otras.
b) Caracterización de elastómeros y de polímeros tipo PVC.
c) Estabilidad de emulsiones y suspensiones.
d) Caracterización de gasolinas y otros tipos de hidrocarburos.
e) Caracterización de metales (en situaciones de elevada temperatura), y de cristales líquidos.
f) Control de sustancias que sean transportadas a lo largo de un recipiente cilíndrico.
g) Estudio del magma en vulcanología: Cuanto más fluido sea el magma más tendencia va a tener el volcán a que provoque una erupción.
h) Control de calidad de los alimentos:Este control se realiza en la propia línea de producción. Es determinante para la aceptación de productos como: patatas fritas, cereales, quesos, yogures, dulces, chocolates, cremas, etc.
i) Estudio de la textura y consistencia de productos alimenticios: dichas propiedades son muy importantes a la hora de que un producto sea del agrado del consumidor.
j) Producción de pegamentos: El estudio de su plasticidad, de la forma de fluir dentro del recipiente que lo contiene, etc.
k) Producción de pinturas: una pintura debe ser esparcida de forma fácil pero sin que escurra.
l) Producción de productos cosméticos y de higiene corporal: la duración de una laca sobre el pelo, la distribución de la pasta de dientes por toda la boca, la forma de cómo se esparce una crema, etc.
Todas estas características se
estudian con la reología para obtener
la mayor
eficacia del producto.
Varias son las razones para determinar las propiedades reologícas de alimentos. Son básicas en la ingeniería de procesos para el diseño de plantas, en el cálculo de requerimientos de bombeo, para establecer las dimensiones de tuberías y válvulas, para realizar mezclas.
Además se utilizan en el cálculo de
operaciones básicas con
transferencia de calor, masa y
cantidad de movimiento.
También se aprovechan para control instrumental de calidad del material crudo previo al procesamiento, de productos intermedios durante la manufactura y de los productos
finales después de la producción.
Sirven para evaluar la calidad preferida por el consumidor por medio
de correlaciones entre las medidas reologicas y pruebas sensoriales.
Permiten elucidar la estructura o composición de alimentos y analizar
los cambios estructurales que ocurren durante un proceso.
2.2 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS.
Un fluido es un conjunto de partículas
que se mantienen unidas entre si por
fuerzas cohesivas débiles y/o las
paredes de un recipiente; el término
engloba a los líquidos y los gases.
se caracterizan por cambiar de forma sin que existan fuerzas restitutivas tendentes a recuperar la forma "original" (lo cual constituye la principal diferencia con un sólido deformable).
Los fluidos están conformados por
los líquidos y los gases, siendo los
gases mucho menos viscosos (casi
fluidos ideales).
Los fluidos se pueden clasificar de acuerdo a diferentes características que presentan, en:
Newtonianos. No newtonianos.
O también en: Líquidos. Gases.
Incluso el plasma puede llegar a modelarse como un fluido, aunque este contenga cargas eléctricas.
PROPIEDADES:
Propiedades primarias o termodinámicas.
Presión. Densidad. Temperatura. Energía interna. Entalpía. Entropía. Calor específico.
La presión es la magnitud que relaciona la fuerza con la superficie sobre la que actúa.
Es decir, equivale a la fuerza que actúa sobre la unidad de superficie.
Cuando sobre una superficie plana de área A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme, la presión P viene dada de la
siguiente forma:
Presión.
En física y química, la densidad (símbolo ρ) es una magnitud escalar
referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen de una sustancia. La
densidad media es la razón entre la masa de un cuerpo y el volumen que
ocupa.
Densidad.
La temperatura es una magnitud referida a las
nociones comunes de caliente, tibio, frío, que puede
ser medida específicamente,
con un termómetro.
Temperatura.
En física, la energía interna (U) de un sistema intenta ser un reflejo de la energía a escala microscópica.
Más concretamente, es la suma de:
Energía interna.
la energía cinética interna, es decir, de las sumas de las energías cinéticas de
las individualidades que lo forman respecto al centro de masas del sistema,
y de la energía potencial interna, que es la
energía potencial asociada a las interacciones entre estas
individualidades.
Es una magnitud termodinámica, simbolizada con la letra H mayúscula, cuya variación
expresa una medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema
termodinámico, es decir, la cantidad de energía que un sistema puede intercambiar
con su entorno.
Usualmente la entalpía se mide, dentro del Sistema Internacional de Unidades, en joules.
Entalpía.
Entropía.
En termodinámica, la entropía (simbolizada como S) es una magnitud física que permite, mediante cálculo, determinar la parte de la energía que
no puede utilizarse para producir trabajo.
Es una magnitud física que se define como la cantidad de calor que hay
que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema
termodinámico para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o
grado Celsius).
En general, el valor del calor específico depende de dicha
temperatura inicial. Se le representa con la letra (minúscula).
Calor específico..
Propiedades secundarias.
Caracterizan el comportamiento específico de los fluidos.
Viscosidad.
Viscosidad.
La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales.
Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal.
En realidad todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el
modelo de viscosidad nula una aproximación bastante buena para ciertas
aplicaciones. La viscosidad sólo se manifiesta en líquidos en movimiento.
Fuentes consultadas.
C:Documents\Fluido - Wikipedia, la enciclopedia libre.mht.
©2006 JSR e- booksCali, Valle, ColombiaDiseño de cubierta: Juan Sebastián RamírezReservados todos los derechosCategoría: ingeniería de alimentosPublicado en Colombia, Suramérica
Pdf. ITESCAM ,MCT-1008,Flujo de Fluidos
Reologia, PDF
http://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa
http://es.wikipedia.org/wiki/Entrop%C3%ADa
http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico
http://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidad
