Flujo reptante

Índice:

INTRODUCCION--------------------------------------------------------------------------------3
FLUJO REPTANTE ATRAVEZ DE UNA ESFERA SÓLIDA--------------------------------4
INTEGRACION DE LA FUERZA NORMAL------------------------------------------------6
INTEGRACION DE LA FUERZA TANGENCIAL------------------------------------------8

INTRODUCCION
Un fluido es una sustancia o mediocontinuo que se deforma continuamente en el tiempo ante la aplicación de una solicitación o tensión tangencial sin importar la magnitud de ésta.
CARACTERISTICAS
* La posición relativa de sus moléculas puede cambiar continuamente.
* Todos los fluidos son compresibles en cierto grado. No obstante, los líquidos son mucho menos compresibles que los gases.
* Tienen viscosidad, aunque laviscosidad en los gases es mucho menor que en los líquidos.

FLUJO REPTANTE
Se clasifica en compresible e incompresible, dependiendo del nivel de variación de la densidad del fluido durante ese flujo. La incompresibilidad es una aproximación y se dice que el flujo es incompresible si la densidad permanece aproximadamente constante a lo largo de todo el flujo. Por lo tanto, el volumen de todaslas porciones del fluido permanece inalterado sobre el curso de su movimiento cuando el flujo o el fluido es incompresible. En esencia, las densidades de los líquidos son constantes y así el flujo de ellos es típicamente incompresible.
APLICACIONES
Se presentan con frecuencia en las aplicaciones de ingeniería. Entre los ejemplos más comunes se pueden contar los sistemas de aire comprimidoutilizados en la operación de herramienta de taller y de equipos dentales, las tuberías de alta presión para transportar gases, y los sistemas censores y de control neumático o fluídico. Los efectos de la compresibilidad son muy importantes en el diseño de los cohetes y aviones modernos de alta velocidad, en las plantas generadoras, los ventiladores y compresores.
La ley de Stokes se refiere a la fuerzade fricción experimentada por objetos esféricos moviéndose en el seno de un fluido viscoso en un régimen laminar de bajos números de Reynolds. Fue derivada en 1851 por George Gabriel Stokes tras resolver un caso particular de las ecuaciones de Navier-Stokes. En general la ley de Stokes es válida en el movimiento de partículas esféricas pequeñas moviéndose a velocidades bajas.

La ley de Stokespuede escribirse como:
,
Donde R es el radio de la esfera, v su velocidad y η la viscosidad del fluido.
La condición de bajos números de Reynolds implica un flujo laminar lo cual puede traducirse por una velocidad relativa entre la esfera y el medio inferior a un cierto valor crítico. En estas condiciones la resistencia que ofrece el medio es debida casi exclusivamente a las fuerzas derozamiento que se oponen al deslizamiento de unas capas de fluido sobre otras a partir de la capa límite adherida al cuerpo. La ley de Stokes se ha comprobado experimentalmente en multitud de fluidos y condiciones.
Si las partículas están cayendo verticalmente en un fluido viscoso debido a su propio peso puede calcularse su velocidad de caída o sedimentación igualando la fuerza de fricción con el pesoaparente de la partícula en el fluido.

Donde:
Vs es la velocidad de caída de las partículas (velocidad límite)
g es la aceleración de la gravedad,
ρp es la densidad de las partículas y
ρf es la densidad del fluido.
η es la viscosidad del fluido.

FLUJO REPTANTE ALDEREDOR DE UN ESFERA SÓLIDA
Consideremos un flujo muy lento de un fluido incompresible alrededor de una esfera sólida,tal como se indica en la figura 1. La esfera es de radio R y diámetro D. el fluido tiene una viscosidad µ y una densidad p, y asciende verticalmente hacia la esfera con una velocidad uniforme ν∞ a lo largo del eje z negativo. Analíticamente se ha encontrado que para un flujo muy lento, la distribución de la densidad de flujo de cantidad de movimiento, la distribución de presión, y los componentes...