¿Cuál es la longitud característica en mecánica de fluidos?

Answer 1

La longitud característica es un término comúnmente utilizado para representar una dimensión típica en un medio de flujo de fluido cuando se estudia en mecánica de fluidos. Puede ser cualquier cosa, siempre que sea consistente.

Por ejemplo, si estamos investigando flujos internos de aire (que es un fluido) en una habitación, entonces cualquiera de la longitud [matemática] L [/ matemática], ancho [matemática] W [/ matemática] o altura [matemática] H [/ math] se puede elegir como una longitud característica dependiendo de la dirección del flujo. De manera similar, si estamos estudiando flujos externos o internos sobre o dentro de un cilindro circular, el diámetro [matemático] D [/ matemático], o tal vez la longitud [matemática] L [/ matemático] puede elegirse como la escala de longitud dependiendo del dirección del flujo.

Por ejemplo, consideremos el número de Reynolds mencionado por Francesco Iovine. Se sabe que es un número adimensional que representa la relación de las fuerzas de impulso de las fuerzas viscosas.

[matemáticas] Re = \ frac {vL} {\ nu} [/ matemáticas]

donde [math] L [/ math] representa la longitud característica. En ese caso, ¿cómo calculamos la longitud característica [matemáticas] L [/ matemáticas]?

Bueno, para formas como cuadrados, conductos rectangulares o anulares donde la altura y el ancho son comparables , [matemática] L [/ matemática] estaría representada por el diámetro hidráulico, que se define como 4 veces el radio hidráulico, relación entre área de la sección transversal mojada sobre el perímetro mojado.

[matemáticas] D_ {H} = 4R_ {H} = 4 \ frac {A} {P} [/ matemáticas]

Para un fluido que se mueve entre dos superficies paralelas planas, donde el ancho es relativamente mucho mayor que el espacio entre la platina, entonces [matemática] L [/ matemática] es el doble de la distancia entre las placas. Si el flujo tiene una superficie libre, se utilizará el radio hidráulico. Para el flujo alrededor de las superficies de sustentación, se utilizará la longitud de la cuerda.

Puede echar un vistazo a esta gran respuesta sobre cómo determinar la longitud característica, desde una perspectiva matemática.

Espero que esto ayude

Answer 2

Es una longitud que caracteriza una dimensión de longitud importante de su problema. Por ejemplo, si desea no dimensionar su posición (x) en una ecuación, tomemos Navier Stokes, su posición no dimensionada es x ~ = x / L donde L es la escala de longitud que puede ser el diámetro de una tubería.

También puede usarlo según lo mencionado por otros para similitud dinámica ya que se puede obtener un flujo similar siempre que el ‘número’ sea el mismo. Por “número” me refiero a números adimensionales como el número de Reynold, etc. El número de Reynolds es el resultado de lo que mencioné en el primer párrafo.

Answer 3

Normalmente es una longitud utilizada para determinar la similitud dinámica.

Por ejemplo, la relación entre la inercia y las fuerzas viscosas llamada número de Reynolds depende de una longitud característica utilizada para comparar datos experimentales determinados en situaciones similares.

En tuberías normalmente es el diámetro de la tubería. Usando la tabla de Moody’s para determinar el factor de fricción que necesita para determinar el número de Reynolds que depende del diámetro de la tubería. Todos los datos experimentales que se refieren a tuberías consideran el diámetro de la tubería como la longitud característica.

Cuando se usan fórmulas similares para las alas, la longitud de la cuerda del ala se usa como longitud característica para escalar los datos experimentales.

Answer 4

Este artículo discute el concepto del experimento simple de mecánica de fluidos y su cálculo utilizado en los campos marinos y otros que involucran sistemas hidráulicos. El experimento explicado se usa en sistemas de engranajes que funcionan con dirección hidráulica, que se emplea en barcos para dirigirlo hacia estribor o un puerto.

Este experimento de mecánica de fluidos se basa en la ley de Pascal.

Lea más en: http://crbtech.in/CAD-CAM-Traini …

Answer 5

Mira esto, lo entenderás mejor