Movimiento de fluidos: conceptos y fenómenos importantes
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Mov Covette: Mov del régimen laminar estacionario de un fluido newtoniano entre una placa fija y otra paralela que se desliza a velocidad cte. Viscosímetro de Covette.
Flujo laminar
Corriente entera puede dividirse en una serie ordenada de láminas que se ajustan a su contorno.
Número de Reynolds (NºRe)
Parámetro que establece la transición entre el flujo laminar y turbulento. >2000(T)
Columpio puntos altos bajos
En los puntos más bajos es regular pues corresponde a los 0 del seno. En los más altos no es regular, pues la exponencial decreciente desvía el pico del seno respecto al punto medio entre ceros contiguos.
Velocidad baja flujo laminar vs alta turbulento
Las fuerzas de inercia, desestabilizadoras, crecen con el cuadrado de la velocidad. Las viscosas, estabilizadoras, crecen con la primera potencia. A velocidades bajas dominan las fuerzas viscosas y a altas lo hacen las de inercia.
Fuerza de arrastre ala/pelota
En el ala del avión intentamos mantener la capa límite en régimen laminar para minimizar los cortantes. En la pelota intentamos inducir la turbulencia en la capa límite para que así se desprenda más tarde y disminuya el arrastre de presión.
Capa límite
En los fluidos con Re alto alrededor del cuerpo los efectos de la viscosidad se limitan a una región relativamente delgada llamada capa límite.
Tensiones de Reynolds
Son las que aparecen en flujos turbulentos asociadas a las componentes de fluctuación de las velocidades. Se originan porque la conservación de la cantidad de movimiento requiere que cualquier cambio de velocidad conlleve fuerzas asociadas.
Medidas intensidad turbulencia
Longitud de la mezcla de Prandtl.
Ley de la pared
Expresa que las velocidades crecen logarítmicamente con la distancia a la pared. Sale de suponer que la longitud de la mezcla de Prandtl es proporcional a la distancia a la pared.
Prandtl
Es una medida de la intensidad de la turbulencia que viene de la hipótesis de que los componentes de fluctuación de la velocidad vienen del movimiento transversal de las partículas. Nos sirve para expresar las tensiones de Reynolds.
Von-Kármán
Consiste en suponer que todas las turbulencias son semejantes variando las escalas de tiempo y longitud. 0.3-0.4.
Tubo U equilibrio
Puede hacerlo de forma oscilatoria amortiguada si la viscosidad es baja, si es alta, la aproximación del equilibrio será asintótica. Los niveles tienden a equilibrarse. Depende de la viscosidad.
Tubería irregularidad
Depende del espesor de la capa que está en régimen laminar (que depende de la velocidad del fluido). E<< rugosa, E>> lisa E= intermedia.
Coeficiente Darcy (f)
Es el coeficiente adimensional que usamos para cuantificar la pendiente motriz y los cortantes en contacto con la tubería. Puede depender del número de Reynolds y de la rugosidad específica.
Chimenea
Pozo comunicado con la atmósfera que se introduce cerca de la válvula. Permite cerrar más rápido sin experimentar sobrepresiones.
Mitigar golpe de ariete
Con un cierre lento, es decir, largo comparado con el propio del sistema. Si lo anterior fuera inadmisible, puede disminuirse el periodo propio introduciendo una chimenea de equilibrio cerca de la válvula.
Ariete
Porque su cantidad de movimiento se transmite en un tiempo corto (el que tardan las ondas de compresión en ir y volver a lo largo del ariete). Eso hace que la fuerza ejercida sea breve pero grande.
Stokes
Da la fuerza de interacción entre una esfera y un fluido en movimiento relativo con ella. Se supone que el movimiento es tan lento que pueden despreciarse las fuerzas de inercia. Válido para Re<1.
Movimiento de Poiseuille
Movimiento laminar de un fluido incompresible en régimen estacionario en una tubería rectilínea de sección circular. La distribución de velocidades en la sección es parabólica y la pendiente motriz es proporcional a la velocidad media.
Componentes de fluctuación de la velocidad
Son las variaciones que va experimentando la velocidad con respecto a su valor medio sostenido en el tiempo. La conservación de la cantidad de movimiento relaciona las fuerzas con los cambios de velocidad. Las tensiones de Reynolds son las tensiones asociadas a las componentes de fluctuación de la velocidad.