FLUJO LAMINAR (FLUJO DE COUETTE). PROBLEMAS PROPUESTO

TEMA 5 – FLUJO LAMINAR (FLUJO DE COUETTE). PROBLEMAS PROPUESTOS

Problema 1

Para bombear un líquido desde una presión PA hasta otra PA+ΔP se utiliza el dispositivo de la figura, formado por una cinta que moviéndose a una velocidad v1 arrastra al fluido. La cinta tiene una longitud L y se encuentra separada una distancia h<<<

1. Caudal por unidad de profundidad
2. Valor del salto de presión para que el fluido circule de izquierda a derecha
3. Fuerza necesaria para mover la cinta
4. Realizar un balance energético (potencias aportadas = potencias disipadas) en el sistema

[pic 1]

Problema 2

En la instalación de la figura se dispone de flujo laminar entre dos placas planas paralelas de dimensiones suficientemente grandes. Si la placa superior se desplaza con una velocidad V1, tal como la indicada en la figura, se pide:

1. Calcular la diferencia de presiones ΔP=P2-P1 existente entre los puntos 1 y 2 de la figura, separados una distancia L, para que la fuerza necesaria para mantener la placa superior con la velocidad indicada sea nula
2. Realizar un balance energético al volumen de control definido por el fluido contenido entre las secciones 1 y 2. Realizar dicho balance energético por unidad de profundidad y tiempo.

[pic 2]

Problema 3

El dispositivo de la figura consta de dos placas paralelas separadas una distancia h que se mueven con velocidades respectivas V1 y V2, de acuerdo a la figura. Entre ambas placas circula un fluido de viscosidad μ en régimen laminar impulsado por el efecto de ambas placas y venciendo un gradiente de presiones adverso de valor ΔP=P2-P1>0.

Admitiendo un comportamiento uniforme del fluido por unidad de profundidad y que el régimen de circulación es laminar, calcular:

1. Expresión del campo de velocidades u(y) de acuerdo a los ejes de la figura. Para la obtención de dicho campo de velocidades no es necesario justificar la expresión del flujo en régimen laminar con movimiento plano incompresible

[pic 3]

1. Realizar un balance de potencias sobre el volumen de control definido por el fluido comprendido entre dos secciones de fluido 1 y 2 separadas por una longitud L. Para realizar el balance de potencias se utilizará la expresión del campo de velocidades en función de las constantes C1 y C2. No es necesario justificar que los dos términos del balance energético son iguales, tan sólo plantear la expresión (incluido su signo) que adopta cada uno de los términos que aparecen.

[pic 4]

Problema 4

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