Hidromecanica

6.- CAPA LÍMITE

6.1.- Superficie lisa

Si existe un fluido ideal con escurrimiento permanente y uniforme y flujo laminar e introducimos en su interior una placa fina paralela al flujo (Fig. 6.1)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. 6.2) que provocan variedad de velocidad entre las capas.
A una distancia a sotavento, cuando desaparece la influencia de la placa, el diagrama de velocidadvuelve 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, laprimera 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 secciónvuelve 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. 6.3).

Fig.6.2. Fluido REAL [Ref4]

Fig. 6.3 [Ref. 4]

En realidad, el límite de la capa en la zona turbulenta no es una línea suave, sino que varía entre ciertos límites (Fig. 6.4) que se puede fijar entre 0,4 y 1,2 (.

Lapresión dentro de la capa límite puede ser considerada constante a lo largo de la placa e igual a la presión externa.
En Fig. 6.5 vemos la superposición de los diagramas de velocidad correspondientes alas capas laminar y turbulenta, donde el gradiente de velocidad es mayor en esta última.

6.1.1.- Capa límite laminar

Las moléculas del fluido están en agitación permanente y penetran en lascapas adyacentes.
Cerca de la placa, la velocidad es cero por efecto de la viscosidad que provoca la adherencia del fluido, efectos que se va perdiendo a medida que aumenta z.
La molécula que pasa...