Evaluation Of Thermophysical Properties, Friction Factor And Heat Transfer Of Alumina Nanofluid Flow In Tubes

Figure 1.2 velocity gradient formed between two parallel plates.  
 
If  we  consider  two  parallel  plates  (see  Figure  1.2)  separated  by  a  distance 
y
  between 
which fluids are enclosed, and apply a force (
F
) in one of the plate that causes it to move, 
there will exist a velocity gradient (
du/dy
) in the fluid. In this case the applied force will 
be proportional to the velocity gradient and the area. Mathematically, it can be expressed 
as 
 
(1.1) 
 
where 
µ
 is a is called the absolute viscosity or dynamic viscosity. 
The term 
du/dy
 measures the speed at which different layers of fluid move with respect to 
each other and is termed the strain rate. The term 
F/A 
gives the force per unit area and is 
a measure of the unit force required to produce the shearing of the liquid and is termed as 
the shear stress. The shear stress is denoted as 
τ
. 

---

5 
 
There  are  different  types  of  material  which  show  different  types  of  behavior  based  on 
their viscosity. They are categorized as 
I.
 
Newtonian Fluid: A Newtonian fluid is such fluid whose value of viscosity does 
not  change  when  the  strain  rate  is  varied  at  a  given  temperature.  Some  of  the 
examples of Newtonian fluid are water and air. 
II.
 
Non-Newtonian fluid: A non-Newtonian fluid is which whose value of viscosity 
varies as the strain rate is varied at a given temperature. This means that when the 
strain rate is varied, the shear stress does not change in the same proportion at a 
given temperature. There are different types of  non-Newtonian fluids depending 
upon  whether  their  viscosities  increases  or  decreases  as  the  strain  rates  are 
increased.  If  the  fluid  displays  a  decreasing  viscosity  while  the  strain  rate  is 
increasing, it is termed as pseudoplastic and the fluid is said to undergo a shear-
thinning behavior. If the fluid displays an increasing viscosity while the strain rate 
is  increasing,  it  is  termed  as  dilatant  and  the  fluid  is  said  to  undergo  a  shear-
thickening behavior. 
III.
 
Some fluids undergo a change in viscosity over time under constant shear rate. If 
the viscosity decreases under constant shear rate over time, it is said to exhibit a 
thixotropic behavior and if the viscosity increases, a rheopectic behavior. 
There are other factors upon which the viscosity is dependent. For fluids, viscosity is a 
strong function of temperature. For fluids containing many constituents, it depends upon 
the concentration of the constituents and their properties. 

---

6