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Arrastre (hidrodinámica)

El arrastre es el transporte de fluido a través de una interfaz entre dos cuerpos de fluido mediante un flujo turbulento inducido por cizallamiento. [1] El arrastre es importante en chorros turbulentos, columnas y corrientes de gravedad , y es un tema de investigación en curso. [2]

Historia

La hipótesis del arrastre fue utilizada por primera vez como modelo para el flujo en penachos por GI Taylor . Estaba estudiando el uso de incendios de bidones de petróleo para despejar la niebla de las pistas de aterrizaje de aviones durante la Segunda Guerra Mundial . [3]

Se convirtió en un modelo común de cierre de turbulencias utilizado en mecánica de fluidos geofísica y ambiental . [4]

Aplicaciones

Los eductores o bombas de chorro eductor utilizan arrastre. Se utilizan a bordo de barcos para bombear compartimentos inundados: el agua de mar se bombea al eductor y se fuerza a través de un chorro, y cualquier fluido en la entrada del eductor se transporta hasta la salida y luego hacia arriba y fuera del compartimento. Los eductores pueden bombear todo lo que pueda fluir a través de ellos, incluido agua, aceite y pequeños trozos de madera. Otro ejemplo es la bomba-jet , que se utiliza para la propulsión marina. Las bombas de chorro también se utilizan para hacer circular el refrigerante del reactor en varios diseños de reactores nucleares de agua en ebullición .

En la generación de energía, este fenómeno se utiliza en eyectores de aire por chorro de vapor para mantener el vacío del condensador eliminando los gases no condensables del condensador.

En aplicaciones de aerodinámica teórica, la velocidad de arrastre , que expresa la tasa de cambio del arrastre, se utiliza a menudo para resolver la integral de von Kármán para capas límite turbulentas.

Referencias

  1. ^ Turner, JS (20 de diciembre de 1979). Efectos de la flotabilidad en fluidos. Prensa de la Universidad de Cambridge. pag. 167.ISBN​ 978-0-521-29726-4.
  2. ^ Caso, MJ; Caulfield, CP; Dalziel, SB; Cazar, JCR (2006). "Plumas y chorros dependientes del tiempo con intensidades de fuente decrecientes". J. Mec. de fluidos . 563 : 443–461. Código Bib : 2006JFM...563..443S. doi :10.1017/S0022112006001212. S2CID  54603125.
  3. ^ Morton, BR; Taylor, soldado americano; Turner, JS (24 de enero de 1956). "Convección gravitacional turbulenta de fuentes mantenidas e instantáneas". Actas de la Royal Society de Londres. Serie A. Ciencias Matemáticas y Físicas . 234 (1196): 1–23. Código Bib : 1956RSPSA.234....1M. doi :10.1098/rspa.1956.0011. ISSN  0080-4630. S2CID  98250471.
  4. ^ Turner, JS (diciembre de 1986). "Arrastre turbulento: el desarrollo del supuesto de arrastre y su aplicación a flujos geofísicos". Revista de mecánica de fluidos . 173 : 431–471. Código bibliográfico : 1986JFM...173..431T. doi :10.1017/S0022112086001222. ISSN  1469-7645. S2CID  122678724.