La capa límite laminar de un fluído no Newtoniano

• Autores: Filipussi, Dino Alberto; Gratton, Julio; Minotti, Fernando Oscar
• Año de publicación: 1996
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: artículo
• Fuente: An. (Asoc. Fís. Argent., En línea) 1996;01(08):79-83
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Muchos fluídos de interés práctico tienen reología no Newtoniana, lo que influye sobre diversos aspectos de su comportamiento, en particular sobre la estructura y propiedades de la capa límite laminar, que difiere cualitativa y cuantitativamente de la clásica solución de Prandtl. Nosotros estudiamos este problema para una reología del tipo Ostwald-de Vries (ley de potencias), que describe con buena aproximación el comportamiento de numerosos fluídos, en un rango importante de velocidades de deformación. Como dicha reología depende de un sólo parámetro dimensional, la solución del problema es autosemejante y se puede obtener mediante una generalización del procedimiento usual para el caso de un fluído Newtoniano. Se introduce un formalismo de plano de fase y se obtienen las soluciones en función del índice reológico. Se encuentra que la capa límite de un fluído dilatante presenta un frente, es decir termina abruptamente a una distancia finita de la pared. Ésta y otras propiedades de la capa límite son consecuencia de que, cuando el fluído no es Newtoniano, la difusión de la vorticidad es no lineal
Many fluids of practical interest have a non-Newtonian rehology, which influences many aspects of their behavior, in particular the structure and properties of the laminar boundary layer, that differs qualitatively and quantitatively from the classical Prandtl ́s solution. We study this problem for an Ostwald-de-Vries ́rehology (power law) which describes with fair accuracy the behavior of many fluids in an important range of shear. Since this type of rehology depends on only one dimensional parameter, the solution of the problem is self-similar and can be obtained by a generalization of the usual procedure for the case of Newtonian fluids. A phase-plane formalism is introduced and the solutions are obtained as a function of the rehological index. It is found that the boundary layer corresponding to a shear-thickening fluid has a front, which means that it ends abruptly at a finite distance from the wall. This and other properties of the boundary layer are a consequence of the non-linear character of the vorticity diffusion when the fluid is non-Newtonian
Fil: Filipussi, Dino Alberto. Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Física del Plasma (INFIP). Buenos Aires. Argentina
Fil: Gratton, Julio. Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Física del Plasma (INFIP). Buenos Aires. Argentina
Fil: Minotti, Fernando Oscar. Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Física del Plasma (INFIP). Buenos Aires. Argentina