Estado estacionario Se dice que un sistema físico está en estado estacionario cuando las características del mismo no varían con el tiempo. En este fundamento se basan las teorías de la electrostática electrostática y y la magnetostática magnetostática,, entre otras. Suele ser la situación a considerar en gran parte de los supuestos de la termodinámica termodinámica.. El estado estacionario también se conoce como el estado en el que está la naturaleza (estado en el que se encuentra. En cinética química el química el estado estacionario también se puede emplear para determinar la constante de velocidad de velocidad de una reacción a través de varias e!periencias en las cuales se puede suponer que una concentración de alg"n producto o reactivo reactivo no no varia. #ambién se dice que un sistema está en estado estacionario si las variaciones con el tiempo #ambién de las cantidades físicas son periódicas y se repiten de manera idéntica a cada periodo. Es el caso, por e$emplo% •
de sistemas en los cuales &ay ondas on das cuya amplitud y frecuencia no varía, como en un interferómetro interferómetro..
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de circuitos eléctricos alimentados con generadores generadores alternativos, alternativos, una vez que los fenómenos transitorios &an desaparecido.
Es el estado de referencia en termodinámica de procesos irreversibles. El estado estacionario de un sistema abierto que está en equilibrio se define como aquél en el que no varían las variables de estado (temperatura ( temperatura,, volumen volumen,, presión presión,, etc. y, por tanto, tampoco se modifican, con el tiempo, las funciones de estado (entropía ( entropía,, entalpía entalpía,, etc.. El estado estacionario es un estado de mínima producción de entropía ( teorema de mínima producción de entropía. entropía .
Semi'estacionario% estado transiente caracterizado por la tendencia tipo lineal de la presión con el tiempo, es decir, se cumple que dtdp es constante en todos los puntos del yacimiento. Este estado de flu$o se presenta solo en sistemas de limite cerrado (drena$e volumétrico.
Número de Reynolds
)na calle de vórtices alrededor de un cilindro. Esto ocurre alrededor de los cilindros, para cualquier fluido, tama*o del cilindro y velocidad de fluido, siempre que tenga un n"mero de +eynolds de entre - y /0./
El número de Reynolds (Re es un n"mero adimensional utilizado en mecánica de fluidos, dise*o de reactores y fenómenos de transporte para caracterizar el movimiento de un fluido. El concepto fue introducido por 1eorge 1abriel Sto2es en /34/,5 pero el n"mero de +eynolds fue nombrado por 6sborne +eynolds (/3-5'/7/5, quien popularizó su uso en /338.8 9ndice :ocultar ; •
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5 Re y el carácter del flu$o
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8 =lu$o sobre la capa límite en problemas de >ngenie ría ?eronáutica
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- =lu$o sobre la capa límite en problemas de @idráulica
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4 Aéase también
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B +eferencias o
B./ Cibliografía
Definición y uso de Re[editar ] El n"mero de +eynolds relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica de un flu$o en una e!presión adimensional, que interviene en numerosos problemas de dinámica de fluidos.
o equivalentemente por%
donde% % densidad del fluido % velocidad característica del fluido % diámetro de la tubería a través de la cual circula el fluido o longitud característica del sistema % viscosidad dinámica del fluido % viscosidad cinemática del fluido (ms
Fomo todo n"mero adimensional es un cociente, una comparación. En este caso es la relación entre los términos convectivos y los términos viscosos de las ecuaciones de Gavier'Sto2es que gobiernan el movimiento de los fluidos. Dor e$emplo, un flu$o con un n"mero de +eynolds alrededor de /. (típico en el movimiento de una aeronave peque*a, salvo en zonas pró!imas a la capa límite e!presa que las fuerzas viscosas son /. veces menores que las fuerzas convectivas, y por lo tanto aquellas pueden ser ignoradas. )n e$emplo del caso contrario sería un co$inetea!ial lubricado con un fluido y sometido a una cierta carga. En este caso el n"mero de +eynolds es muc&o menor que / indicando que a&ora las fuerzas dominantes son las viscosas y por lo tanto las convectivas pueden despreciarse. 6tro e$emplo% En el análisis del movimiento de fluidos en el interior de conductos proporciona una indicación de la pérdida de carga causada por efectos viscosos. Re y
el carácter del flujo [editar ]
?demás el n"mero de +eynolds permite predecir el carácter turbulento o laminar en ciertos casos. En conductos o tuberías (en otros sistemas, varía el +eynolds límite% Si el n"mero de +eynolds es menor de 5/ el flu$o será laminar y si es mayor de 8 el flu$o será turbulento. El mecanismo y muc&as de las razones por las cuales un flu$o es laminar o turbulento es todavía &oy ob$eto de especulación. Seg"n otros autores%
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Dara valores de
(para flu$o interno en tuberías
circulares el flu$o se mantiene estacionario y se comporta como si estuviera formado por láminas delgadas, que interact"an sólo en función de los esfuerzos tangenciales e!istentes. Dor eso a este flu$o se le llama flu$o laminar . El colorante introducido en el flu$o se mueve siguiendo una delgada línea paralela a las paredes del tubo. •
Dara valores de
(para flu$o interno
en tuberías circulares la línea del colorante pierde estabilidad formando peque*as ondulaciones variables en el tiempo, manteniéndose sin embargo delgada. Este régimen se denomina de transición. •
Dara valores de
, (para flu$o interno en
tuberías circulares después de un peque*o tramo in icial con oscilaciones variables, el colorante tiende a difundirse en todo el flu$o. Este régimen es llamado turbulento, es decir caracterizado por un movimiento desordenado, no estacionario y tridimensional.
Flujo sobre la capa límite en problemas de Ingeniería Aeronáutica[editar ] En ingeniería aeronáutica el flu$o sobre la capa límite de la corriente de aire es sumamente importante% 4 Ha transición ocurre normalmente para valores de n"mero de +e ynolds entre medio millón y / millones y se producirá antes o después dependiendo en gran medida de la rugosidad de la superficie, de la superficie, de la turbulencia de la corriente libre de aire y de la distribución de presiones
?demás, sabemos que el n"mero de +eynolds depende de la dimensión característica del ob$eto que se mueve en el fluido, por ende podemos considerar lo siguiente% Número de Reynolds local
Fuando la longitud característica (l corresponde la distancia del borde de ataque. Número de Reynolds global
Fuando la longitud característica (l corresponde a la cuerda del perfil, u otra distancia que represente la aeronave (longitud del fusela$e, envergadura.
Flujo sobre la capa límite en problemas de Hidráulica[editar ] En problemas donde el fluido considerado es el agua, se &a demostrado mediante e!perimentación en laboratorio que entre un n"mero de +eynolds de 5. a 8. se encuentra la etapa de transición laminar'turbulento en el flu$o de la capa límite. Sin embargo, para efectos prácticos se considera% el flu$o será laminar. B
Flujo Transicional •
Enviado por clae23
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22/8/2011
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1814 Palabras
Flujo transicional. - también llamado fujo critico, existe cuando el caudal se incrementa desués de estar en fujo laminar !asta "ue las laminas comien#an a ondularse $ romerse en %orma brusca $di%usa. &e determina cuando el numero de 'e tiene (alores entre 2000 $ 4000. Fi). 1.1*. Flujo turbulento.- existe a (elocidades ma$ores "ue la critica, cuando !a$ un mo(imiento irre)ular eindeterminado de las art+culas del fuido en direcciones trans(ersales a la direccin rincial de fujo. s determinado cuando el numero de 'e tiene (alores ma$ores a 4000. Fi). 1.1. umero de 'e$nolds.'elaciona la %uer#a de inercia $ %uer#a de (iscosidad. Para calcular el numero de 'e tenemos la si)uiente ecuacin onde
'e numero de 'e$nolds. ρ densidad 3 lb/ ie 5 di6metro 7,%t. (elocidad de fujo 3 ie / se) 5. µ (iscosidad 3 lb / %t-se)5. Para )ases se utili#a onde &9 )ra(edad eseci:ca del )as a condiciones standard 3 aire 15d di6metro interior de tuber+a, in 3 ul)adas5 µ (iscosidad del)as, c ;) fujo de )as, en <<&=F 3 millones de ies c>bicos standard5. 1.12 =?@=7A 9'@B P@'@ B C@B@= '97@ <=@7=@. l teorema de Cernoulli es una %orma de exresin de laalicacin de la le$ de la conser(acin de la ener)+a al fujo de fuidos en tuber+as. Ba Fi). 1.18 ilustra el balance de ener)+a ara dos untos de un fuido se)>n Cernoulli.
onde D ele(acin de la cabe#a, %t P resin , si ρ = densidad, lb/%t ( (elocidad, ie 3 %t5/se). ) constante )ra(itacional EB erdida de resin de cabe#a or %riccin, si. Para calcular EButili#amos la ecuacin de arc$ onde % %actor de roorcionalidad 3 %actor de %riccin 5. B lon)itud de tuber+a en ies. di6metro de tuber+a. &i conocemos en los dos untos 1 $ 2 D,... LEER EL DOCUMENTO COMPLETO