Fluix compresible
Tots els decorreguts són compresibles, incloent els líquits. Quan estos canvis de volum són massa grans s'opta per considerar el fluix com compresible (que mostren una variació significativa de la densitat com a resultat de fluir), açò succeïx quan la velocitat del fluix és propenc a la velocitat del sò. Estos canvis solen succeir principalment en els gasés ya que per a alcançar estes velocitats de fluix en líquits, es precisa de pressions de l'orde de 1000 atmòsfera, en canvi un gas només precisa una relació de pressions de 2:1 per a alcançar velocitats sónicas. La compresibilidad d'un fluix és bàsicament una mida en el canvi de la densitat. Els gasos són en general molt compresibles, en canvi, la majoria dels líquits tenen una compresibilidad molt baixa. Per eixemple, una pressió de 500 kPa provoca un canvi de densitat en l'aigua de solament 0,024% (a temperatura ambiente). En canvi, esta mateixa pressió aplicada a l'aire provoca un canvi de densitat de 250%. A l'estudi dels fluix compresibles se li coneix com a dinàmica de gasos, sent esta una nova branca de la mecànica de decorreguts, la qual descriu estos fluix.
En un fluix usualment hi ha canvis en la pressió, associats en canvis en la velocitat. En general, estos canvis de pressió induiran a canvis de densitat, els quals influïxen en el fluix, si estos canvis són importants els canvis de temperatura presentats són apreciables. Encara que els canvis de densitat en un fluix poden ser molt importants hi ha una gran cantitat de situacions d'importància pràctica en els que estos canvis són despreciables.
El fluix d'un decorregut compresible es rig per la primera llei de la termodinàmica en els balanços d'energia i en la segona llei de la termodinàmica, que relaciona la transferència de calor i l'irreversibilitat en l'entropía. El fluix és afectat per efectes cinètics i dinàmics, descrits per les lleis de Newton, en un marc de referència inercial –aquell a on les lleis de Newton són aplicables-. Ademés, el fluix complix en els requeriments de conservació de massa. És sabut que moltes propietats, tals com la velocitat del decorregut en un tubo, no són uniformes a lo llarc de la corrent.
Fluix segons el número de Mach
[editar | editar còdic]Els fluix compresibles poden ser classificats de vàries maneres, la més comuna usa el número de Mach (M) com a paràmetro per a classificar-ho.
| Símbol | Nom |
|---|---|
| Número de Mach | |
| Velocitat del fluix | |
| Velocitat del sò en el decorregut |
- Pràcticament incompresible: M < 0,3 en qualsevol part del fluix. Les variacions de densitat degudes al canvi de pressió poden ser despreciades. El gas és compresible pero la densitat pot ser considerada constant.
- Fluix subsónico: M > 0,3 en alguna part del fluix pero no excedix 1 en ninguna parte. No hi ha ones de choc en el fluix.
- Fluix transónico: 0,8 ≤ M ≤ 1,2. Hi ha ones de choc que conduïxen a un ràpit increment de la fricció i estes separen regions subsónicas de supersòniques dins del fluix. Degut a que normalment no es poden distinguir les parts viscoses i no viscoses este fluix és difícil d'analisar.
- Fluix supersònic: 1,2 < M ≤ 5,0 Normalment hi ha ones de choc pero ya no hi ha regions subsónicas. L'anàlisis d'este fluix és menys complicat.
- Fluix hipersónico: M > 5,0 Els fluix a velocitats molt grans causen un calfament considerablement gran en les capes propenques a la frontera del fluix, causant dissociació de molècules i atres efectes químics. El número de Mach d'un Jet en l'aire és major a 5 per lo que l'aire té fluix supersònic.
Fluix interns compresibles
[editar | editar còdic]Es denomina fluix intern aquell que està delimitat en l'interior d'un conducte. Est és el cas del fluix en canonadas, toveras o difusorés.
Les fòrmules generals per a fluix intern compresible depenen dels cridats coeficients d'influència de forma general. Dites expressions generals no tenen solucions analítiques. No obstant, per a casos concrets a on certes magnituts són constants, es donen tipologies de fluix que sí han segut resoltes analíticament.
Fluix en variació de secció
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Fluix compresible en variació de secció.
Fluix en calfament
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Fluix de Rayleigh.
Si es considera que el fluix no és adiabàtic (és dir, intercanvia calor en l'exterior) pero es pot despreciar el canvi d'àrea i l'efecte de la fricció, es dona el model de fluix de Rayleigh. Dit tipo de fluix s'utilisa per a modelar casos com la circulació d'aire en cámara de motors d'aviació.
El model mostra com l'adició de calor a un fluix du a est fins a la condició crítica de Mach=1. És en dit punt a on té la màxima entropía. Aixina, afegir calor accelera un fluix subsónico i decelera un de supersònic. Refrigerar el fluix produïx l'efecte contrari.
Fluix en fricció
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Fluix de Fanno.
Per a una corrent en un número de Mach superior a 1 en un conducte lo prou llarc, la fricció decelera el fluix fins a causar el bloqueig sónico. Per a una atra corrent en M<1, la fricció accelera el fluix fins a aplegar a la mateixa situació per a un conducte lo prou llarc. Es pot demostrar que para dita situació de bloqueig, l'entropía alcança un màxim.
Vore també
[editar | editar còdic]
- Este artícul conté una traducció derivada de «Flujo compresible» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.