Flujo alrededor de objetos Flashcards
Que fuerzas actúan sobre un objeto en reposo por el que pasa un fluido?
Fuerza de inercia, la que ejerce el choque de las partículas sobre el objeto
Fuerza de arrastre, paralelo a la superficie, causada por la viscosidad del fluido que genera un gradiente de velocidades en el plano perpendicular al objeto.
Que variables influyen sobre los adimensionales que caracterizan el movimiento alrededor de un objeto?
Viscosidad, densidad, fuerza, longitud característica y velocidad de flujo.
Que adimensionales caracterizan este flujo?
Re y Cd.
Que significado físico tiene Re?
Es el cociente entre las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas, que ayuda a determinar el estado del flujo. Cuanto mayores sean las fuerzas viscosas, el fluido tiende a comportarse “más como un solido” y tener flujo laminar, disminuyendo el reynolds.
Cómo se calcula y qué significado físico tiene el coeficiente de arrastre?
2F / (AdensidadV2).
Es análogo al factor de fricción en tuberías, mide la eficiencia con la que el objeto detiene el flujo al que se encuentra.
Por qué al aumentar Re disminuye Cd?
N
Cómo afecta la rugosidad de la superficie de un material al flujo y Cd?
Se llega al régimen turbulento a Re menores, por lo que se llega más rapido a situaciones donde la fricción es menor. Cuanto más aumenta la rugosidad, más va a ir disminuyendo el Cd.
Que tres secciones tiene la gráfica de Cd en función de Re?
Cd = (constante/Re) en la zona
laminar (o sea viscosidad predomina sobre densidad).
Una zona de CD estable en la región de desprendimiento de remolinos
Transición al flujo turbulento desarrollado, donde el CD varía bruscamente y luego para Re realmente grandes, se puede utilizar como único descriptor del sistema.
Que sucede cuando el objeto no es simétrico respecto al flujo?
La fuerza neta ya no apunta más en la dirección del flujo. El vector F es la suma de la fuerza de arrastre (paralelo al flujo) y la fuerza de empuje (perpendicular al flujo).
La relación entre estas fuerzas, depende de la dirección que tenga el objeto respecto al flujo (ángulo de ataque).
Cómo se caracteriza la fuerza de empuje?
Mediante el adimensional Coeficiente de empuje.
Cl = 2𝐹𝐿 / 𝜌𝑣2𝐿2 = 𝑓(𝑅𝑒)
Fl es la fuerza de empuje (l de lift en ingles)
Que formas estudiamos para generar fuerza de empuje?
Asimetría de objeto y mediante rotación por efecto magnus.
Cómo funciona el efecto magnus? Y cómo es su ecuación?
Al girar el cilindro en sentido horario y avanzando hacia la derecha, aumenta v arriba y disminuye abajo (por viscosidad), lo que genera un gradiente de presión hacia arriba, generando empuje.
F magnus = 𝐶𝐿𝜌𝐷3𝑛𝑣
Cómo puedo calcular la frecuencia con la que se desprenden remolinos para un cilindro en flujo con Re entre 47 y 200000?
Numero de Strouhal
𝑆𝑟 = 𝑛𝐷 / 𝑣 ≅ 0.198 · (1 − 19,7 / 𝑅𝑒)
A que se debe la crísis del flujo en la zona de Re aprox al millón?
La capa límite pasa de laminar a turbulenta, desplazando hacia atrás los puntos de separación. Esto lleva a una reducción en la fricción. Si se reduce la fricción, disminuye el numerador del Cd.
Cómo varía la fuerza de arrastre con la velocidad?
Es proporcional a la velocidad al cuadrado
Cual es la presión de estancamiento para v?
roV2/2
