Flujo compresible

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Flujo compresible

  1. 1. Bloque IV Flujo compresible
  2. 2. Lección 25 Flujo compresible. Ondas. Ecs. unidim. Propiedades
  3. 3. Contexto Bloque IV Flujo compresible Bloque II Flujo ideal Bloque III Capa límite Bloque IV Flujo compresible Bloque V Flujo turbulento Bloque I Flujo viscoso
  4. 4. Contenido <ul><li>Introducción </li></ul><ul><li>Clasificación según número Mach </li></ul><ul><li>Relaciones termodinámicas útiles </li></ul><ul><li>Ondas acústicas. Velocidad del sonido </li></ul><ul><li>Ec. flujo incompresible unidimensional </li></ul><ul><li>Propiedades de remanso y críticas </li></ul>
  5. 5. Bibliografía recomendada
  6. 6. Definición Flujo compresible Se producen variaciones importantes en la densidad debido a variaciones en la presión o en la temperatura
  7. 7. Introducción Ejemplos Flujo externo Flujo interno <ul><li>Boquillas </li></ul><ul><li>Difusores </li></ul><ul><li>P.ej. motores de avión motores de cohetes </li></ul>
  8. 8. Introducción Número adimensional Número de Mach velocidad del flujo velocidad del sonido en el medio (propagación ondas presión)
  9. 9. Relaciones termodinámicas Ecuaciones para gas ideal y Cp – Cv constantes Constantes del aire (condiciones normales) Cv=718 J/(kg K)  =1.4 Cp=1005 J/(kg K) R=287 J/(kg K)
  10. 10. Ondas de sonido Onda acústica Propagación de una perturbación infinitesimal de presión en un fluido
  11. 11. Ondas de sonido p T  u=0 Pulso de presión propagándose hacia la izquierda Delante c p+dp T+dT  +d  du Detrás (perturbado)
  12. 12. Ondas de sonido Por tanto, la velocidad del sonido en un fluido se define como Gas ideal: P.ej. aire a 15 ºC:
  13. 13. Flujo compresible unidimensional Ej. Flujo en conductos con poca curvatura y con poca variación de sección eje x Volumen de control Q
  14. 14. Flujo compresible unidimensional Resumen de ecuaciones
  15. 15. Propiedades de remanso y críticas Propiedades de remanso Son las que tendría el fluido si éste fuera frenado completamente de forma isentrópica
  16. 16. Propiedades de remanso y críticas Propiedades críticas (o sónicas) Son las que tendría el fluido si éste se expande o se comprime de forma isentrópica hasta M=1
  17. 18. Lección 26 Flujo isentrópico. Onda choque normal. Cono Mach
  18. 19. Contexto Bloque IV Flujo compresible Bloque II Flujo ideal Bloque III Capa límite Bloque IV Flujo compresible Bloque V Flujo turbulento Bloque I Flujo viscoso
  19. 20. Contenido <ul><li>Relación área-velocidad en flujo isentrópico </li></ul><ul><li>Ejemplo: diseño tobera cohete </li></ul><ul><li>Onda de choque normal </li></ul><ul><li>Cono de Mach </li></ul>
  20. 21. Bibliografía recomendada
  21. 22. Onda de choque normal M 1 M 2 VC Onda de choque Grosor: unas micras
  22. 23. Onda de choque normal Relaciones Rankine-Hugoniot s XIX
  23. 24. Cono de Mach Fluido Perturbación infinitesimal ¿Cómo se propaga?
  24. 25. Cono de Mach Caso 1: fluido en reposo (también v<<c) Fuente Afecta a todo el fluido
  25. 26. Cono de Mach Caso 2: fluido mvto. derecha v=0.5c (equivalente: fluido quieto, fuente mvto. izqda.) Fuente Afecta a todo el fluido
  26. 27. Cono de Mach Caso 3: fluido mvto. derecha v=c Fuente Zona de acción Zona de silencio
  27. 28. Cono de Mach Caso 4: fluido mvto. derecha v=2c Fuente Zona de acción Zona de silencio Zona de silencio

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