capa limite laminar
Páginas: 6 (1339 palabras)
Publicado: 9 de diciembre de 2013
INTRODUCCIÓN.
La viscosidad es el parámetro del fluido que controla el transporte de la cantidad de movimiento, es decir, determina la relación entre el esfuerzo o tensión local en un fluido en movimiento con la velocidad con que se produce la deformación del fluido, a lo que se denomina proceso de fluir.
Para flujos muyordenados en las cuales las partículas se mueven en trayectorias rectas y paralelas Newton en su “principia” enuncio lo que se denomina la ley de newton de la viscosidad: “el esfuerzo cortante en cualquier entrefase tangente a la dirección del flujo es proporcional a la variación de la velocidad en la dirección normal al movimiento” esto matemáticamente, se expresa:
τ=μ du/dy
Durante el siglo XVIIIse propusieron soluciones a flujos en los que se desprecia la viscosidad. Estas teorías eran útiles para descubrir el movimiento de los fluidos en regiones del flujo para las cuales el gradiente de velocidad era pequeño, pero estaban en completa contradicción con la experimentación en cuanto a las fuerzas que se oponían al movimiento, es decir, fuerzas de arrastre sobre los cuerpos. Lasconsideraciones de flujo no viscoso llevaban a la conclusión de que el arrastre sobre un cuerpo inmerso en un fluido era nulo, y además eran incapaces de determinar las fuerzas perpendiculares al flujo.
En 1904 Ludwing Prandtl, publico uno de los más importantes artículos de la mecánica de los fluidos, consiguiendo enlazar la teoría clásica con los resultados sobre fricción de cuerpos sumergidos. Prandtlintrodujo el concepto de capa límite, una delgada zona del fluido cercana a la superficie de los cuerpos, en la cual se presenta grandes variaciones de la velocidad y donde se concentran los efectos viscosos.
CAPA LIMITE LAMINAR SOBRE UNA PLACA PLANA LISA.
SEPARACIÓN DE LA CAPA LIMITE.
Si existe un fluido ideal con escurrimiento permanente y uniforme y flujo laminar e introducimos en suinterior una placa fina paralela al flujo (Fig. 5.1) no se producirá alteración alguna y la velocidad sería la misma al ingreso y al egreso.
En la realidad no sucede eso por causa de la viscosidad. Donde el fluido contacta la placa a barlovento, V0 = 0, apareciendo esfuerzos tangenciales (Fig. 5.2) que provocan variedad de velocidad entre las capas.
A una distancia a sotavento, cuando desaparecela influencia de la placa, el diagrama de velocidad vuelve a ser rectangular.
Si se analiza una placa con borde biselado, para evitar fenómenos locales en el extremo, se puede constatar experimentalmente que aparecen tres zonas diferenciadas, la primera con flujo laminar, la segunda de transición y la tercera con flujo turbulento. Si se trazan los diagramas de velocidad en cada tramo y se denomina a la altura, donde la velocidad en cada sección vuelve a ser constante, se obtiene una línea curva que se llama borde de la capa límite, siendo esta última el espacio comprendido entre la curva y la placa. (Fig. 5.3).
Fig.5.2. FluidoREAL
Fig. 5.3
En realidad, el límite de la capa en la zona turbulenta no es una línea suave, sino que varía entre ciertos límites (Fig. 5.4) que se puede fijar entre 0,4 y 1,2 .
La presión dentro de la capa límite puede ser considerada constante a lo largo de la placa e igual a la presión externa.En Fig. 5.5 vemos la superposición de los diagramas de velocidad correspondientes a las capas laminar y turbulenta, donde el gradiente de velocidad es mayor en esta última.
Capa límite laminar
Las moléculas del fluido están en agitación permanente y penetran en las capas adyacentes.
Cerca de la placa, la velocidad es cero por efecto de la viscosidad que provoca...
INTRODUCCIÓN.
La viscosidad es el parámetro del fluido que controla el transporte de la cantidad de movimiento, es decir, determina la relación entre el esfuerzo o tensión local en un fluido en movimiento con la velocidad con que se produce la deformación del fluido, a lo que se denomina proceso de fluir.
Para flujos muyordenados en las cuales las partículas se mueven en trayectorias rectas y paralelas Newton en su “principia” enuncio lo que se denomina la ley de newton de la viscosidad: “el esfuerzo cortante en cualquier entrefase tangente a la dirección del flujo es proporcional a la variación de la velocidad en la dirección normal al movimiento” esto matemáticamente, se expresa:
τ=μ du/dy
Durante el siglo XVIIIse propusieron soluciones a flujos en los que se desprecia la viscosidad. Estas teorías eran útiles para descubrir el movimiento de los fluidos en regiones del flujo para las cuales el gradiente de velocidad era pequeño, pero estaban en completa contradicción con la experimentación en cuanto a las fuerzas que se oponían al movimiento, es decir, fuerzas de arrastre sobre los cuerpos. Lasconsideraciones de flujo no viscoso llevaban a la conclusión de que el arrastre sobre un cuerpo inmerso en un fluido era nulo, y además eran incapaces de determinar las fuerzas perpendiculares al flujo.
En 1904 Ludwing Prandtl, publico uno de los más importantes artículos de la mecánica de los fluidos, consiguiendo enlazar la teoría clásica con los resultados sobre fricción de cuerpos sumergidos. Prandtlintrodujo el concepto de capa límite, una delgada zona del fluido cercana a la superficie de los cuerpos, en la cual se presenta grandes variaciones de la velocidad y donde se concentran los efectos viscosos.
CAPA LIMITE LAMINAR SOBRE UNA PLACA PLANA LISA.
SEPARACIÓN DE LA CAPA LIMITE.
Si existe un fluido ideal con escurrimiento permanente y uniforme y flujo laminar e introducimos en suinterior una placa fina paralela al flujo (Fig. 5.1) no se producirá alteración alguna y la velocidad sería la misma al ingreso y al egreso.
En la realidad no sucede eso por causa de la viscosidad. Donde el fluido contacta la placa a barlovento, V0 = 0, apareciendo esfuerzos tangenciales (Fig. 5.2) que provocan variedad de velocidad entre las capas.
A una distancia a sotavento, cuando desaparecela influencia de la placa, el diagrama de velocidad vuelve a ser rectangular.
Si se analiza una placa con borde biselado, para evitar fenómenos locales en el extremo, se puede constatar experimentalmente que aparecen tres zonas diferenciadas, la primera con flujo laminar, la segunda de transición y la tercera con flujo turbulento. Si se trazan los diagramas de velocidad en cada tramo y se denomina a la altura, donde la velocidad en cada sección vuelve a ser constante, se obtiene una línea curva que se llama borde de la capa límite, siendo esta última el espacio comprendido entre la curva y la placa. (Fig. 5.3).
Fig.5.2. FluidoREAL
Fig. 5.3
En realidad, el límite de la capa en la zona turbulenta no es una línea suave, sino que varía entre ciertos límites (Fig. 5.4) que se puede fijar entre 0,4 y 1,2 .
La presión dentro de la capa límite puede ser considerada constante a lo largo de la placa e igual a la presión externa.En Fig. 5.5 vemos la superposición de los diagramas de velocidad correspondientes a las capas laminar y turbulenta, donde el gradiente de velocidad es mayor en esta última.
Capa límite laminar
Las moléculas del fluido están en agitación permanente y penetran en las capas adyacentes.
Cerca de la placa, la velocidad es cero por efecto de la viscosidad que provoca...
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