SOLDADURA

Consulte el desarrollo de la ecuación para calcular la velocidad de flujo de un fluido compresible considerando que:

a) La velocidad del fluido es subsónica

b) La velocidad del sonido es supersónica

Además consulte las posibles aplicaciones.

Flujo compresible subsónico:

Los flujos compresibles pueden ser clasificados de varias maneras, la más común usa el número de Mach (Ma) como parámetro para clasificarlo.

Donde V es la velocidad del flujo y a es la velocidad del sonido en el fluido. El Flujo subsónico: Ma > 0.3 en alguna parte del flujo pero no excede 1 en ninguna parte. No hay ondas de choque en el flujo.

Cuando un tubo Pitot se expone a un flujo compresible subsónico (0.3 < M < 1), el líquido viaja a lo largo de la línea aerodinámica que termina en el punto de estancamiento del tubo Pitot donde están comprimidos continuamente.

Si asumimos al flujo desacelerado y comprimido del estado de la libre-corriente isentropicamente, la relación de la velocidad-presión para el tubo Pitot es:

Donde g es el cociente del calor especifico a presión contante para el calor específico a volumen constante.

Si la densidad de libre-corriente rstatic no está disponible, entonces uno puede solucionar por el número de Mach del flujo.

Donde es la velocidad del sonido (i.e. velocidad sónica), R es la constante de los gases, y T es la temperatura estática de libre-corriente.

Flujo compresible supersónico

Para el flujo supersónico (M > 1), la línea aerodinámica que termina en el punto del estancamiento del tubo Pitot cruza el choque del arco delante del tubo Pitot. El líquido que viaja a lo largo de esta línea aerodinámica primero se decelera no isentrópicamente a una velocidad subsónica y después se decelera isentropicamente a la velocidad cero en el punto del estancamiento.

La velocidad de flujo es una función implícita de las presiones del tubo de Pitot.

Observar que esta fórmula es válido solamente para los números de Reynolds R > 400 (con el diámetro de la punta de prueba como la longitud característica). Debajo de ese límite, la asunción isentrópica no cumple.

Posibles aplicaciones

Una serie de

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