FUERZAS DESARROLLADAS POR LOS FLUIDOS EN MOVIMIENTO

Para determinar la magnitud de las fuerzas desarrolladas por un fluido en

movimiento, es necesario comprender las propiedades de una sustancia o

cantidades observables de la materia tales como el color, forma, masa,

temperatura, presión, velocidad y energía almacenada entre otras.

Coeficientes de Resistencia

Los coeficientes de resistencia dependen del número de Reynolds para las

velocidades bajas e intermedias, y se hacen independientes de dicho número

para velocidades elevadas. Para velocidades muy altas el coeficiente de

resistencia depende del número de Mach, cuya influencia es despreciable a

velocidades bajas.

Coeficientes de Sustentación

Kutta ha determinado teóricamente los valores máximos de los coeficiente de

sustentación para placas planas delgadas, en posición no perpendicular a la

velocidad relativa del fluido, por

C (L)= 2π sen α

Donde α = ángulo de ataque o ángulo que forma la placa con la velocidad del

fluido. Para los ángulos normales de funcionamiento, las secciones de los

perfiles de ala actuales dan valores del 90% aproximadamente del valor

máximo teórico. El ángulo α no deberá exceder de 25º aproximadamente.

Numero de Mach

El número de Mach es una relación adimensional, que viene dada por el

cociente de la velocidad del fluido por la velocidad del sonido (llamada más

frecuentemente celeridad).

numero deMach=NM=Vc= V

√ Eρ

Para los gases: c=√kgRT

Teoría de la Capa limite

La teoría de la capa limite fue introducida por Prandtl. Esta teoría establece

que, para un fluido movimiento, todas las perdidas por fricción tienen lugar en

una delgada capa adyacente al contorno solido (llamada capa limite), y que el

flujo exterior a dicha capa puede considerarse como carente viscosidad. La

distribución de velocidades en la zona próxima al contorno es influenciada por

la tensión cortante en el contorno. En general, la capa limite es muy delgada

en la parte de aguas arriba del contorno y van aumentando su espesor hacia

aguas abajo por la acción continuada de las tensiones cortantes