Dinámica de fluidos Comparación de espesor capa limite turbulenta y laminar

Universidad de Guanajuato

División de Ciencias Naturales y Exactas

Licenciatura en ingeniería química

Dinámica de fluidos

Comparación de espesor capa limite turbulenta y laminar

Gerardo Angel Arredondo Godínez

Nua:137166

Comparación de espesor capa limite turbulenta y laminar

Buscar en el libro de Mecánica de Fluidos del Autor Cengel las ecuaciones para el espesor de capa límite para una placa plana tanto laminar como turbulento. El las ecuaciones el no. de Reynolds varia con la posición en x.

Considere una placa plana de 2m de longitud y busque una velocidad de tal manera que el Reynolds sea laminar y otro para que sea turbulento tanto para agua como para aire.

AGUA

Codigo:

%agua

clc;

clear all

x=0:0.5:2;

%V=10m/s

%Vc=1x10^-6m2/s

Re=2*10^7;

x1=x*1000;

y1=4.91*x1/sqrt(Re)

plot (x,y1)

y2=0.16*x1/(Re).^(1/7)

hold on

plot (x,y2)

y3=0.38*x1/(Re).^(1/5)

hold on

plot (x,y3)

xlabel('x,m')

ylabel('espesor')

legend('laminar','turbulento 1','turbulenta 2')

title('capa limite agua')

Grafico:[pic 1]

Aire

Código:

%aire

clc;

clear all

x=0:0.5:2;

%V=10m/s

%Vc=1x10^-6m2/s

Re=1319261.214;

x1=x*1000;

y1=4.91*x1/sqrt(Re)

plot (x,y1)

y2=0.16*x1/(Re).^(1/7)

hold on

plot (x,y2)

y3=0.38*x1/(Re).^(1/5)

hold on

plot (x,y3)

xlabel('x,m')

ylabel('espesor')

legend('laminar','turbulento 1','turbulenta 2')

title('capa limite aire')

Grafico:

[pic 2]

Preguntas:

1. ¿Cómo se forma la capa límite?

Cuando un fluido se mueve libremente sin obstáculos ni paredes que lo confinen, la velocidad en todos sus puntos es la misma. Sin embargo, cuando entra en contacto con un objeto, en nuestro caso, la superficie del monoplaza de F1, la velocidad del aire se ve afectada, apareciendo el fenómeno de la capa límite.

1. ¿Por qué se dice que es la región donde existen gradientes de velocidad y que fuerzas predominan?, ¿cómo se comporta un flujo de fluidos fuera de la capa límite, que fuerzas predominan y como es su velocidad de flujo?

Por los perfiles de velocidad y debido al rozamiento, existe el perfil de velocidad

 el fluido se desplaza prácticamente la misma velocidad que en las condiciones inicial

1. ¿Qué espesor de capa límite es mayor el laminar o el turbulento?

El turbulento

1. ¿Qué espesor laminar es mayor, para agua o para aire?

El del aire

1. ¿Qué espesor turbulento es más grande, para agua o para aire?

El del aire

1. ¿Qué tamaño tienen los espesores de capa límite al final de la placa (resumir los cuatro datos)?

Agua

      Aire

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