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 respectiv .

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 Ionescu ). 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

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).



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

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

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







Politica de confidentialitate







creeaza logo.com Copyright © 2024 - Toate drepturile rezervate.
Toate documentele au caracter informativ cu scop educational.


Comentarii literare

ALEXANDRU LAPUSNEANUL COMENTARIUL NUVELEI
Amintiri din copilarie de Ion Creanga comentariu
Baltagul - Mihail Sadoveanu - comentariu
BASMUL POPULAR PRASLEA CEL VOINIC SI MERELE DE AUR - comentariu

Personaje din literatura

Baltagul – caracterizarea personajelor
Caracterizare Alexandru Lapusneanul
Caracterizarea personajelor negative din basmul
Dialogul- mijloc de caracterizare a personajelor - d-l goe, de i. l. caragiale

Tehnica si mecanica

Centru de inertie(mecanica) – Centre de masa
Reprezentarea si cotarea filetelor
Organe de masini - cuplaje mecanice, cuplaje permanente mobile elastice

Economie

Operatiunea de creditare a agentilor economici
Analiza din punct de vedere politic a companiei continental airlines
Operatiunile efectuate de institutiile de credit pe piata monetara - politica monetara – obiective, strategii, instrumente, operatiuni

Geografie

Turismul pe terra
Vulcanii Și mediul
Padurile pe terra si industrializarea lemnului



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