Capa límite

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA

EXPERIENCIAEDUCATIVA:
Sistemas de transporte de fluidos

TEMA:
“Capa límite”

septiembre/2011
INDICE.

INTRODUCCION…………………………………………………………………………….. 3

PERFIL DE VELOCIDADES……….………………………………………………………..4

CAPA LIMITE…………………………………..……………………………………………..5

SEPARACION DE LA CAPA LIMITE……….…..……………………………………….…6

LUDWINGPRANDLT…………………………………………………………………………7

REGIMEN LAMINAR Y TURBULENTO…………………………………………………...8

APLICACIONES DE LA CAPA LIMITE………………… ………………………………...9

BIBLIOGRAFIA……………..………………………………………………………………..16

INTRODUCCION
Antes de 1860, aproximadamente, el interés de la ingeniería por la mecánica de fluidos se limitaba casi exclusivamente al flujo del agua. El desarrollo de la industria química durante la última parte del siglo XIX dirigió la atención a otroslíquidos y a los gases. El interés por la aerodinámica comenzó con los estudios del ingeniero aeronáutico alemán Otto Lilienthal en la última década del siglo XIX, y produjo avances importantes tras el primer vuelo conmotor logrado por los inventores estadounidenses Orville y Wilbur Wright en 1903.
La complejidad de los flujos viscosos, y en particular de los flujos turbulentos, restringió engran medida los avances en la dinámica de fluidos hasta que el ingeniero alemán Ludwig Prandtl observó en 1904 que muchos flujos pueden separarse en dos regiones principales. La región próxima a la superficie está formada por una delgada capa límite donde se concentran los efectos viscosos y en la que puede simplificarse mucho el modelo matemático. Fuera de esta capa límite, se pueden despreciar losefectos de la viscosidad, y pueden emplearse las ecuaciones matemáticas más sencillas para flujos no viscosos.

PERFIL DE VELOCIDADES

Las velocidades en un canal no están uniformemente distribuidas. Esto se explica por los efectos que la resistencia cortante del fluido en movimiento tienen en distintos puntos. Se muestra la distribución de velocidades en un canal de sección rectangular. Laslíneas continuas del centro de la figura corresponden a isótacas (curvas de puntos de igual velocidad); las líneas laterales son los perfiles de velocidad en las correspondientes secciones verticales y las que se presentan en la parte superior de la figura son los perfiles de velocidad en las secciones horizontales indicadas.
Integrando esta ecuación, obtenemos el perfil de velocidades en funciónde la distancia radial, al eje del tubo. Se ha de tener en cuenta que la velocidad en las paredes del tubor=R es nula, que es la ecuación de una parábola.
El flujo tiene por tanto un perfil de velocidades parabólico, siendo la velocidad máxima en el centro del tubo.

CAPA LIMITE

En realidad, la capa límite es un invento humano, una forma de facilitar las cosas para que sus limitadascapacidades matemáticas no se vean sobrepasadas por las complicadas ecuaciones que gobiernan el movimiento de un fluido. Estas ecuaciones se conocen como ecuaciones de Navier-Stokes, y son tan difíciles de resolver que los humanos sólo saben hacerlo en determinados casos muy simplificados
La teoría de capa limite fue introducida por Prandlt, esta teoría establece que, para un fluido en movimiento, todaslas perdidas por fricción tiene lugar en una delgada capa adyacente al contorno del solido (llamada capa limite) y que el flujo exterior a dicha capa puede considerarse como carente de viscosidad.
En términos generales se puede decir que, puesto que la viscosidad es bastante pequeña en casi todos los fluidos, los esfuerzos cortantes deben ser apreciables únicamente en las regiones en donde existangrandes gradientes de velocidad; el flujo en otras regiones se podría describir con gran exactitud por medio de las ecuaciones para flujo no viscoso. Las características más sobresalientes de la capa límite pueden describirse a través del caso del flujo sobre una superficie plana y fija, sobre la que se hace incidir una corriente uniforme de velocidad.
La...