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Números adimensionales en mecánica de fluidos

Los números adimensionales (o números característicos ) tienen un papel importante en el análisis del comportamiento de los fluidos y su flujo, así como en otros fenómenos de transporte . [1] Incluyen los números de Reynolds y de, que describen como proporciones la magnitud relativa de las características del fluido y del sistema físico, como la densidad , la viscosidad , la velocidad del sonido y la velocidad del flujo . Para comparar una situación real (por ejemplo, un avión ) con un modelo a pequeña escala es necesario mantener iguales los números característicos importantes. Los nombres y la formulación de estos números se estandarizaron en ISO 31-12 y en ISO 80000-11 .

Números difusivos en los fenómenos de transporte

Como ejemplo general de cómo surgen los números adimensionales en la mecánica de fluidos, los números clásicos en los fenómenos de transporte de masa , momento y energía se analizan principalmente por la relación de difusividades efectivas en cada mecanismo de transporte. Los seis números adimensionales dan las intensidades relativas de los diferentes fenómenos de inercia , viscosidad , transporte de calor conductivo y transporte de masa difusiva . (En la tabla, las diagonales dan símbolos comunes para las cantidades, y el número adimensional dado es la relación de la cantidad de la columna izquierda sobre la cantidad de la fila superior; p. ej. Re = fuerza inercial/fuerza viscosa = vd / ν ). Estas mismas cantidades pueden expresarse alternativamente como relaciones de escalas características de tiempo, longitud o energía. Tales formas se usan con menos frecuencia en la práctica, pero pueden proporcionar información sobre aplicaciones particulares.

Formación de gotitas

La formación de gotas depende principalmente del momento, la viscosidad y la tensión superficial. [2] En la impresión por inyección de tinta , por ejemplo, una tinta con un número de Ohnesorge demasiado alto no se inyectaría correctamente, y una tinta con un número de Ohnesorge demasiado bajo se inyectaría con muchas gotas satélite. [3] No todas las relaciones de cantidad se nombran explícitamente, aunque cada una de las relaciones sin nombre podría expresarse como un producto de otros dos números adimensionales nombrados.

Lista

Todos los números son magnitudes adimensionales . Consulte otros artículos para obtener una lista completa de magnitudes adimensionales . A continuación se indican algunas magnitudes adimensionales de cierta importancia para la mecánica de fluidos :

Referencias

  1. ^ "ISO 80000-1:2009". Organización Internacional de Normalización . Consultado el 15 de septiembre de 2019 .
  2. ^ Dijksman, J. Frits; Pierik, Anke (2012). "Dinámica de cabezales de impresión piezoeléctricos". En Hutchings, Ian M.; Martin, Graham D. (eds.). Tecnología de inyección de tinta para fabricación digital . John Wiley & Sons. págs. 45–86. doi :10.1002/9781118452943.ch3. ISBN 9780470681985.
  3. ^ Derby, Brian (2010). "Impresión por inyección de tinta de materiales funcionales y estructurales: requisitos de propiedades de fluidos, estabilidad de características y resolución" (PDF) . Revisión anual de investigación de materiales . 40 (1): 395–414. Bibcode :2010AnRMS..40..395D. doi :10.1146/annurev-matsci-070909-104502. ISSN  1531-7331. S2CID  138001742.
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