fuerzas desarrolladas por los fluidos en movimiento
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FUERZAS DESARROLLADAS POR LOS FLUIDOS EN MOVIMIENTO
Para determinar la magnitud de las fuerzas desarrolladas por un fluido en
movimiento, es necesario comprender las propiedades de una sustancia o
cantidades observables de la materia tales como el color, forma, masa,
temperatura, presión, velocidad y energía almacenada entre otras.
Coeficientes de Resistencia
Los coeficientes de resistencia dependen del número de Reynolds para las
velocidades bajas e intermedias, y se hacen independientes de dicho número
para velocidades elevadas. Para velocidades muy altas el coeficiente de
resistencia depende del número de Mach, cuya influencia es despreciable a
velocidades bajas.
Coeficientes de Sustentación
Kutta ha determinado teóricamente los valores máximos de los coeficiente de
sustentación para placas planas delgadas, en posición no perpendicular a la
velocidad relativa del fluido, por
C (L)= 2π sen α
Donde α = ángulo de ataque o ángulo que forma la placa con la velocidad del
fluido. Para los ángulos normales de funcionamiento, las secciones de los
perfiles de ala actuales dan valores del 90% aproximadamente del valor
máximo teórico. El ángulo α no deberá exceder de 25º aproximadamente.
Numero de Mach
El número de Mach es una relación adimensional, que viene dada por el
cociente de la velocidad del fluido por la velocidad del sonido (llamada más
frecuentemente celeridad).
numero deMach=NM=Vc= V
√ Eρ
Para los gases: c=√kgRT
Teoría de la Capa limite
La teoría de la capa limite fue introducida por Prandtl. Esta teoría establece
que, para un fluido movimiento, todas las perdidas por fricción tienen lugar en
una delgada capa adyacente al contorno solido (llamada capa limite), y que el
flujo exterior a dicha capa puede considerarse como carente viscosidad. La
distribución de velocidades en la zona próxima al contorno es influenciada por
la tensión cortante en el contorno. En general, la capa limite es muy delgada
en la parte de aguas arriba del contorno y van aumentando su espesor hacia
aguas abajo por la acción continuada de las tensiones cortantes