Flujo Externo

11/06/212
“Ingeniería Mecánica” |

INSTITUTO TECNOLOGICO DE OAXACA

flujo de fluidos | conceptos de flujo esterno |

Profesor:
Ing. Almaraz Bohorquez David
Alumno:
García Liévanos Luis enrique

INDICE
TEMA PAG
Introducción - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - 3

Capa limite - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3

Coeficiente de fricción - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5

Fuerzas en cuerpos aerodinámicos - - - - - - - - - - - - - 5

Arrastre por fricción - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6

Sustentación - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8Introducción
Los flujos externos son aquellos flujos sumergidos en un fluido SIN fronteras. El flujo sobre una placa semiinfinita y el flujo sobre un cilindro son ejemplos de FLUJOS EXTERNOS.
En flujo externo se tiene el movimiento de un objeto en el seno de un fluido; conforme el objeto va penetrando en el fluido, las partículas son arrastradas y adquieren unas determinadas distribuciones de velocidad yde presión.
En un sistema de referencia inercial fijo al objeto, se tendría un flujo uniforme que se dirige al objeto, y que
Alrededor de él, se divide en dos regiones: una región viscosa en las proximidades de la superficie del objeto; y una región exterior no viscosa (sin tensiones tangenciales por ser nulo el correspondiente gradiente de
Velocidad).

Capa limite
La teoría de la capalímite,1904, revolucionó la aeronáutica. Prandtl es el fundador de la Mecánica de Fluidos moderna. Es la aportación más importante en la historia de esta ciencia.

La región viscosa, se denomina CAPA LÍMITE,
Al inicio de la capa límite a partir del borde de ataque, la velocidad es prácticamente tangencial, moviéndose las particular totalmente guiadas por la geometría: se tiene la denominada capalímite laminar, en donde el campo de velocidad es: u=u(x.y); v=0.
A partir de cierta posición (dependiendo de la geometría del objeto, de la rugosidad de la superficie y del Re), se tienen partículas que no solamente avanzan en la dirección tangencial, sino que también tienen componente
normal de aproximarse o alejarse de la superficie: u=u(x,y); v=v(x,y).
En la capa límite laminar, la distribuciónde velocidad es próxima a la marcada por el flujo de Poiseuille, es decir una distribución parabólica; aunque la solución exacta se puede obtener por integración de la Ecs. De Prandtl: es la denominada solución de Blasius.
En la capa límite turbulenta, la distribución de velocidad tiene perfiles no parabólicos, con velocidades medias
muy próximas a la de la región exterior, y de imposibleresolución analítica.
Flujo con obstáculo sobre una pared sólida.

Capa límite laminar Capa límite turbulenta
(mayor resistencia) (menor resistencia)

Coeficiente de fricción

Fuerzas en cuerpos aerodinámicos
La relación entre fuerzas sobre un cuerpo moviéndose en el seno de un fluido y las velocidades viene dada por los coeficientes aerodinámicos. Existencoeficientes que relacionan la velocidad con las fuerzas y coeficientes que relacionan la velocidad con el momento. Conceptualmente los más sencillos son los primeros, que dan la fuerza de sustentación , la resistencia aerodinámica y fuerza lateral en términos del cuadrado de la velocidad (V2), la densidad del fluido (ρ) y el área transversal (St):
* Coeficiente de sustentación
* Coeficiente deresistencia
* Coeficiente de fuerza lateral

El estudio de los flujos externos es de gran importancia en la AERODINAMICA y en la HIDRODINAMICA; diseño de aviones, de barcos, de vehículos, de alabes de maquinas rotativas dinámicas, flujo de fluidos por estructuras (edificios, puentes, chimeneas, torres, tuberías submarinas, etc.). Existen flujos con números de REYNOLDS bajos, FLUJOS...