Creeaza.com - informatii profesionale despre


Evidentiem nevoile sociale din educatie - Referate profesionale unice



Acasa » referate » fizica
Actiunea fluidelor vascoase asupra corpurilor solide

Actiunea fluidelor vascoase asupra corpurilor solide





Actiunea fluidelor vascoase asupra corpurilor solide

Folosind (4.8)1 si (11.1), expresia tensiunii intr-un fluid newtonian capata forma

            .                                                                    (11.110)

Fie S  o suprafata in repaus la care fludul vascos adera, v = 0  pe S          (v. figura 11.19); din (2.27)1 si (2.27)3 se obtin urmatoarele conditii cinematice pe S:



            ,                                                                                      (11.111)

            ,                                                                                (11.112)

unde  este vectorul vartej.

Fig. 11.19.  Distributia de viteze in vecinatatea unei suprafete

la care fluidul  vascos adera.

 

Din (11.112) si (11.110) rezulta expresia tensiunii pe o suprafata in repaus la care fluidul adera,

            ,                                                                 (11.113)

relatia (11.113) fiind echivalenta cu

            ,                                                                       (11.114)

unde  reprezinta derivata vitezei dupa directia normalei in punctul respectiv17.

Forta cu care fluidul actioneaza asupra unui corp are deci expresia

            .                                                                              (11.115)

Tensiunea t pe suprafata corpului se poate descompune intr-o componenta normala , egala cu presiunea  pn  pentru un fluid newtonian incompresibil, si o componenta tangentiala , direct proportionala cu viscozitatea (v. figurile 11.20 si  4.3). In concluzie, daca se cunoaste distributia de presiuni si vartej pe suprafata corpului se poate determina, folosind (11.113) si (11.115), actiunea fluidului in miscare asupra corpurilor si suprafetelor solide cu care vine in contact.

          Fig. 11. 20.  Actiunea unui curent de fluid cu viteza  asupra unui corp solid.

Se considera un corp solid aflat intr-un curent de fluid infinit in camp gravitational, viteza fluidului neperturbat de prezenta corpului solid fiind  (directia vitezei  determinand directia axei Ox1). Opusul proiectiei fortei R pe directia axei 0x1, respectiv

                                                                         (11.116)

poarta denumirea de forta de rezistenta la inaintare; A (denumita si „aria maestra“) reprezinta aria maxima obtinuta prin sectionarea corpului cu un plan perpendicular pe  .

In (11.116) Cx  reprezinta coeficientul de rezistenta la inaintare, acesta fiind functie de numarul Reynolds caracteristic curgerii, de forma geometrica a corpului si de geometria locala a suprafetei corpului, respectiv rugozitatea suprafetei (pentru detalii vezi Ionescu18). Coeficientul de rezistenta la inaintare reprezinta o caracteristica importanta a corpurilor hidro- si aerodinamice (pale de masini hidraulice, profile aerodinamice etc.). In majoritatea cazurilor, Cx se detemina experimental sau numeric (prin integrarea directa a ecuatiei Navier-Stokes si obtinerea distributiei de eforturi pe suprafata corpului).

Un caz clasic de calcul analitic al coeficientului Cx este miscarea in aproximatia Stokes (Re << 1) in jurul unei sfere aflata intr-un curent de fluid infinit, miscarea fiind considerata cu simetrie axiala (v. figura 11.21).

In aceasta ipoteza, expresiile functiei de curent, a distributiei de viteze si vartej in jurul sferei sunt urmatoarele (v. referinta 7):

            ;                                     (11.117)


            ,                      (11.118)

            ,                 (11.119)

            ;                                                    (11.120)

pe sfera distributia de presiuni fiind data de

            .                                                              (11.121)

Deoarece , tensiunea (11.113) pe suprafata sferei are expresia

            ;                        (11.122)

din (11.115) rezultand

                                                     (11.123)

cu .

                Fig. 11. 21.  Geometria miscarii in jurul unei sfere.

Datorita simetriei corpului, prima integrala din (11.123) este nula, deci

                                              (11.124)

respectiv

            .                                                                           (11.125)

Din (11.125) si (11.116), cu , se obtine expresia coeficientului de rezitenta la inaintare

            ,                                                                                   (11.126)

unde , cu d = 2R diametrul sferei.

Expresia (11.125) este valabila la numere Reynolds foarte mici, Re << 1. La numere Reynolds mici, Re < 2, Oseen a obtinut expresia (v. referinta7)

            .                                                         (11.127)

Caderea unei sfere intr-un fluid vascos este o problema indelung studiata in mecanica fluidelor datorita aplicatiilor practice, de exemplu, masurarea viscozitatii cu viscozimetrul Höppler. In acest caz, bila cu diametrul d cade liber intr-un tub cu diametrul D, plin cu fluidul a carui viscozitate dorim sa o calculam. Din echilibrul fortelor de rezisntenta la inaintare Fx, fortei de greutate G si fortei arhimedice, prin masurarea vitezei de cadere a bilei in fluidul vascos w, denumita si marime hidraulica, cu in (11.125) se obtine valoarea coeficientului de viscozitate . Evident, in acest caz miscarea bilei nu se face intr-un spatiu infinit; in general se admite ca expresia fortei de rezistenta la inaintare are expresia

            ,                                                          (11.128) unde functia , daca si Re << 1, se determina experimental sau numeric19 (expresia fortei de rezistenta la inaintare devine mult mai complicata daca miscarea sferei nu este simetrica in tubul cu diametrul D).



17 Oroveanu, T., Mecanica fluidelor vascoase, Ed. Academiei, Bucuresti, p. 169, 1967

18 Ionescu, D. Gh., Introducere in hidraulica, Ed. Tehnica, Bucuresti, p. 261, 1977

19 Happel, J., Brenner, H., Low Reynolds number hydrodynamics, Martinus Nijhoff Publ., Dordrecht, p. 122, 1986









Politica de confidentialitate

.com Copyright © 2019 - Toate drepturile rezervate.
Toate documentele au caracter informativ cu scop educational.


Proiecte

vezi toate proiectele
 PROIECT DE LECTIE Clasa: I Matematica - Adunarea si scaderea numerelor naturale de la 0 la 30, fara trecere peste ordin
 Proiect didactic Grupa: mijlocie - Consolidarea mersului in echilibru pe o linie trasata pe sol (30 cm)
 Redresor electronic automat pentru incarcarea bateriilor auto - proiect atestat
 Proiectarea instalatiilor de alimentare ale motoarelor cu aprindere prin scanteie cu carburator

Lucrari de diploma

vezi toate lucrarile de diploma
 Lucrare de diploma - eritrodermia psoriazica
 ACTIUNEA DIPLOMATICA A ROMANIEI LA CONFERINTA DE PACE DE LA PARIS (1946-1947)
 Proiect diploma Finante Banci - REALIZAREA INSPECTIEI FISCALE LA O SOCIETATE COMERCIALA
 Lucrare de diploma managementul firmei “diagnosticul si evaluarea firmei”

Lucrari licenta

vezi toate lucrarile de licenta
 CONTABILITATEA FINANCIARA TESTE GRILA LICENTA
 LUCRARE DE LICENTA - FACULTATEA DE EDUCATIE FIZICA SI SPORT
 Lucrare de licenta stiintele naturii siecologie - 'surse de poluare a clisurii dunarii”
 LUCRARE DE LICENTA - Gestiunea stocurilor de materii prime si materiale

Lucrari doctorat

vezi toate lucrarile de doctorat
 Doctorat - Modele dinamice de simulare ale accidentelor rutiere produse intre autovehicul si pieton
 Diagnosticul ecografic in unele afectiuni gastroduodenale si hepatobiliare la animalele de companie - TEZA DE DOCTORAT
 LUCRARE DE DOCTORAT ZOOTEHNIE - AMELIORARE - Estimarea valorii economice a caracterelor din obiectivul ameliorarii intr-o linie materna de porcine

Proiecte de atestat

vezi toate proiectele de atestat
 Proiect atestat informatica- Tehnician operator tehnica de calcul - Unitati de Stocare
 LUCRARE DE ATESTAT ELECTRONIST - TEHNICA DE CALCUL - Placa de baza
 ATESTAT PROFESIONAL LA INFORMATICA - programare FoxPro for Windows
 Proiect atestat tehnician in turism - carnaval la venezia

INTERACTIUNEA ION-DIPOL PERMANENT
Determinarea pozitiei si a traiectoriei unui punct material
Ecuatia macroscopica a miscarii fluidelor perfecte. Teorema impulsului
PRIMUL PRINCIPIU AL TERMODINAMICII
Prize de pamant
Cinematica punctului material
Solutii in miscari de rotatie
Constante critice ale gazului van der Waals



Termeni si conditii
Contact
Creeaza si tu