Nuevo Número Adimensional para la Transición de Flujo Viscoso a Flujo Turbulento
Autores: Di Nucci, Carmine; Celli, Daniele; Pasquali, Davide; Di Risio, Marcello
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Nuevo Número Adimensional para la Transición de Flujo Viscoso a Flujo Turbulento
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Termomecánica
Flujo no estacionario
Fluido viscoso lineal isotrópico
Turbulencia
Procedimiento adimensional
Viscosidad volumétrica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En el marco de la Termomecánica Clásica del Continuo, consideramos un flujo isoterma no estacionario de un fluido viscoso lineal isotrópico simple en estado líquido para investigar las condiciones de flujo transitorio. A pesar de la atención prestada a este problema por varios trabajos de investigación, parece que la comprensión de la turbulencia en estas condiciones de flujo es controvertida. Proponemos un procedimiento adimensional que destaca algunos aspectos relacionados con la transición de flujo viscoso a turbulento que ocurre cuando una onda de presión de amplitud finita viaja a través del fluido. Este tipo de transición se demuestra que puede ser descrita por un número adimensional (primero), que involucra la viscosidad volumétrica. Además, en el régimen de flujo turbulento, mostramos el papel que juega un número adimensional (segundo), que involucra la viscosidad volumétrica turbulenta, en la producción de entropía. Dentro del marco del modelo unidimensional, probamos el rendimiento del procedimiento adimensional utilizando datos experimentales sobre la propagación de ondas de presión en una tubería larga (fenómeno del golpe de ariete). Los resultados numéricos obtenidos muestran una buena concordancia con los datos experimentales. La inspección de los resultados confirma el papel predominante de la viscosidad volumétrica turbulenta en los procesos de disipación de energía.
Descripción
En el marco de la Termomecánica Clásica del Continuo, consideramos un flujo isoterma no estacionario de un fluido viscoso lineal isotrópico simple en estado líquido para investigar las condiciones de flujo transitorio. A pesar de la atención prestada a este problema por varios trabajos de investigación, parece que la comprensión de la turbulencia en estas condiciones de flujo es controvertida. Proponemos un procedimiento adimensional que destaca algunos aspectos relacionados con la transición de flujo viscoso a turbulento que ocurre cuando una onda de presión de amplitud finita viaja a través del fluido. Este tipo de transición se demuestra que puede ser descrita por un número adimensional (primero), que involucra la viscosidad volumétrica. Además, en el régimen de flujo turbulento, mostramos el papel que juega un número adimensional (segundo), que involucra la viscosidad volumétrica turbulenta, en la producción de entropía. Dentro del marco del modelo unidimensional, probamos el rendimiento del procedimiento adimensional utilizando datos experimentales sobre la propagación de ondas de presión en una tubería larga (fenómeno del golpe de ariete). Los resultados numéricos obtenidos muestran una buena concordancia con los datos experimentales. La inspección de los resultados confirma el papel predominante de la viscosidad volumétrica turbulenta en los procesos de disipación de energía.