Capa L Mite De La Velocidad
Páginas: 6 (1387 palabras)
Publicado: 24 de mayo de 2015
“Capa Límite de la Velocidad”
Para adquirir una cierta comprensión del significado de los parámetros que intervienen en la convección forzada, se puede examinar con mayor detalle el campo de fuerzas; así, para una placa plana inmersa en una corriente fluida, el flujo a diversas distancias del borde de ataque de la placa se desarrolla en una región en la que las fuerzas de viscosidad frenan alfluido, disminuyendo su velocidad. Las fuerzas de viscosidad dependen de la tensión de corte:
t = h du/dy
La región del flujo próxima a la placa, en donde la velocidad del fluido se ve frenada por las fuerzas de viscosidad, se denomina capa límite, siendo su espesor d igual a la distancia existente entre la placa y la región del fluido donde éste tiene una velocidad igual al 99% de lacorrespondiente a la corriente libre; la región de fluido que se encuentra más allá de esta región se denomina régimen de flujo potencial o régimen no perturbado. Inicialmente el flujo de un fluido dentro de la capa límite es completamente laminar; el espesor de la capa límite va creciendo a medida que aumenta la distancia respecto al borde de ataque, llegándose así a que a una cierta distancia xC el efectode la fuerzas de inercia llega a ser lo suficientemente importante, en comparación con la acción amortiguadora de la viscosidad, que en el flujo empiezan a aparecer y a crecer pequeñas perturbaciones; a esta distancia se la conoce como distancia crítica. Cuando comienzan a amplificarse estas perturbaciones, la regularidad del flujo viscoso se ve alterada y tiene lugar una transición, de forma queel flujo pasa de laminar a turbulento. En la región del flujo turbulento, las partículas de fluido se mueven a través de líneas de corriente que transportan con más o menos violencia tanto la energía térmica, como la cantidad de movimiento. El coeficiente de transferencia de calor por convección hC varía con la posición, respecto al borde de entrada para una placa plana o desde la entrada de untubo o conducto cerrado. El parámetro que describe la variación espacial es el coeficiente de transferencia de calor local hCx, siendo x la distancia que hay desde el borde de ataque de la placa o entrada del tubo a la sección considerada. Si se desea calcular en el intervalo (0
“Capa limite sobre placa plana”
En el movimiento de fluidos sobre una placa plana, la Hidrodinámica clásica se limita a imponer, como condición de contorno, la tangencia del vector velocidad, mientras que la Mecánica de Fluidos viscosos exige la condición adicional de adherencia al contorno de la placa, que es mucho másrestrictiva que la de tangencia. En los fluidos poco viscosos, los esfuerzos tangenciales son, con frecuencia, muy inferiores a los de inercia o a los de gravedad, pero esto no autoriza a prescindir de los esfuerzos viscosos, que pueden llegar a ejercer una influencia considerable sobre la configuración del movimiento. Prandtl, en 1904, propone que el estudio del movimiento de un fluido de viscosidadpequeña, se podía asimilar al de un fluido perfecto, salvo en una capa próxima al contorno, de espesor d, en la que concentraba los fenómenos de fricción, y que llamó capa límite; en el exterior de dicha capa, las tensiones tangenciales son despreciables, predominando las fuerzas de inercia sobre las de viscosidad, mientras que en el interior de la capa límite la proximidad del contorno hace que elgradiente de velocidades sea muy grande y, por lo tanto, que la tensión tangencial t = h du dy sea también muy grande. En esta situación las fuerzas de fricción son del mismo orden de magnitud que las fuerzas de inercia. El espesor de la capa límite puede estar comprendido entre unas pocas moléculas y algunos milímetros, según los casos; fuera de la capa límite se pueden utilizar las ecuaciones de...
Para adquirir una cierta comprensión del significado de los parámetros que intervienen en la convección forzada, se puede examinar con mayor detalle el campo de fuerzas; así, para una placa plana inmersa en una corriente fluida, el flujo a diversas distancias del borde de ataque de la placa se desarrolla en una región en la que las fuerzas de viscosidad frenan alfluido, disminuyendo su velocidad. Las fuerzas de viscosidad dependen de la tensión de corte:
t = h du/dy
La región del flujo próxima a la placa, en donde la velocidad del fluido se ve frenada por las fuerzas de viscosidad, se denomina capa límite, siendo su espesor d igual a la distancia existente entre la placa y la región del fluido donde éste tiene una velocidad igual al 99% de lacorrespondiente a la corriente libre; la región de fluido que se encuentra más allá de esta región se denomina régimen de flujo potencial o régimen no perturbado. Inicialmente el flujo de un fluido dentro de la capa límite es completamente laminar; el espesor de la capa límite va creciendo a medida que aumenta la distancia respecto al borde de ataque, llegándose así a que a una cierta distancia xC el efectode la fuerzas de inercia llega a ser lo suficientemente importante, en comparación con la acción amortiguadora de la viscosidad, que en el flujo empiezan a aparecer y a crecer pequeñas perturbaciones; a esta distancia se la conoce como distancia crítica. Cuando comienzan a amplificarse estas perturbaciones, la regularidad del flujo viscoso se ve alterada y tiene lugar una transición, de forma queel flujo pasa de laminar a turbulento. En la región del flujo turbulento, las partículas de fluido se mueven a través de líneas de corriente que transportan con más o menos violencia tanto la energía térmica, como la cantidad de movimiento. El coeficiente de transferencia de calor por convección hC varía con la posición, respecto al borde de entrada para una placa plana o desde la entrada de untubo o conducto cerrado. El parámetro que describe la variación espacial es el coeficiente de transferencia de calor local hCx, siendo x la distancia que hay desde el borde de ataque de la placa o entrada del tubo a la sección considerada. Si se desea calcular en el intervalo (0
“Capa limite sobre placa plana”
En el movimiento de fluidos sobre una placa plana, la Hidrodinámica clásica se limita a imponer, como condición de contorno, la tangencia del vector velocidad, mientras que la Mecánica de Fluidos viscosos exige la condición adicional de adherencia al contorno de la placa, que es mucho másrestrictiva que la de tangencia. En los fluidos poco viscosos, los esfuerzos tangenciales son, con frecuencia, muy inferiores a los de inercia o a los de gravedad, pero esto no autoriza a prescindir de los esfuerzos viscosos, que pueden llegar a ejercer una influencia considerable sobre la configuración del movimiento. Prandtl, en 1904, propone que el estudio del movimiento de un fluido de viscosidadpequeña, se podía asimilar al de un fluido perfecto, salvo en una capa próxima al contorno, de espesor d, en la que concentraba los fenómenos de fricción, y que llamó capa límite; en el exterior de dicha capa, las tensiones tangenciales son despreciables, predominando las fuerzas de inercia sobre las de viscosidad, mientras que en el interior de la capa límite la proximidad del contorno hace que elgradiente de velocidades sea muy grande y, por lo tanto, que la tensión tangencial t = h du dy sea también muy grande. En esta situación las fuerzas de fricción son del mismo orden de magnitud que las fuerzas de inercia. El espesor de la capa límite puede estar comprendido entre unas pocas moléculas y algunos milímetros, según los casos; fuera de la capa límite se pueden utilizar las ecuaciones de...
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