Asentamiento de Varillas Dobles a Baja Número de Reynolds en Fluido Quieto
Autores: Hamidi, Amirhossein; Daramsing, Daniel; Gordon, Mark D.; Hanson, Ronald E.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Asentamiento de Varillas Dobles a Baja Número de Reynolds en Fluido Quieto
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Estudio
Comportamiento de asentamiento
Varillas
En forma de V
Recto
Coeficiente de arrastre
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio investiga experimentalmente el comportamiento de asentamiento de varillas dobladas (en forma de V y curvas) y varillas rectas en un fluido en reposo a números de Reynolds bajos y finitos (Re<3). Se examinó el impacto de la morfología de la varilla en la velocidad terminal de asentamiento y el coeficiente de arrastre, con un enfoque particular en las varillas en forma de V en comparación con varillas rectas de las mismas dimensiones (diámetro y longitud) y varillas curvas de las mismas dimensiones y área proyectada. Los resultados muestran que las varillas en forma de V se asientan consistentemente más rápido que las varillas rectas, con diferencias de velocidad influenciadas por el ángulo de curvatura. Esta diferencia de velocidad alcanza un máximo del 57% para una varilla en forma de V con un diámetro de 0.50 mm, una relación de aspecto de 90 y un ángulo de curvatura de 45 grados. En comparación con las varillas curvas, las varillas en forma de V exhiben velocidades terminales ligeramente más altas, con una diferencia máxima del 4% en este estudio, atribuida a diferencias en los ángulos de inclinación media. Además, las tendencias del coeficiente de arrastre reflejan la interacción entre la velocidad de asentamiento y los cambios en el área proyectada con la geometría de la varilla. También se desarrolló un nuevo modelo semi-empírico con un error RMS del 7.1% para predecir los coeficientes de arrastre y las velocidades terminales de varillas rectas y dobladas dentro de los rangos estudiados. Estos hallazgos y el modelo presentado subrayan la importancia de la forma de la fibra en la predicción precisa de la dinámica de asentamiento, con implicaciones para la modelización del transporte atmosférico y aplicaciones industriales que involucran partículas fibrosas.
Descripción
Este estudio investiga experimentalmente el comportamiento de asentamiento de varillas dobladas (en forma de V y curvas) y varillas rectas en un fluido en reposo a números de Reynolds bajos y finitos (Re<3). Se examinó el impacto de la morfología de la varilla en la velocidad terminal de asentamiento y el coeficiente de arrastre, con un enfoque particular en las varillas en forma de V en comparación con varillas rectas de las mismas dimensiones (diámetro y longitud) y varillas curvas de las mismas dimensiones y área proyectada. Los resultados muestran que las varillas en forma de V se asientan consistentemente más rápido que las varillas rectas, con diferencias de velocidad influenciadas por el ángulo de curvatura. Esta diferencia de velocidad alcanza un máximo del 57% para una varilla en forma de V con un diámetro de 0.50 mm, una relación de aspecto de 90 y un ángulo de curvatura de 45 grados. En comparación con las varillas curvas, las varillas en forma de V exhiben velocidades terminales ligeramente más altas, con una diferencia máxima del 4% en este estudio, atribuida a diferencias en los ángulos de inclinación media. Además, las tendencias del coeficiente de arrastre reflejan la interacción entre la velocidad de asentamiento y los cambios en el área proyectada con la geometría de la varilla. También se desarrolló un nuevo modelo semi-empírico con un error RMS del 7.1% para predecir los coeficientes de arrastre y las velocidades terminales de varillas rectas y dobladas dentro de los rangos estudiados. Estos hallazgos y el modelo presentado subrayan la importancia de la forma de la fibra en la predicción precisa de la dinámica de asentamiento, con implicaciones para la modelización del transporte atmosférico y aplicaciones industriales que involucran partículas fibrosas.