Laboratorio de Mecánica de Fluidos Aparato de Líneas de Corriente

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     Aparato de Líneas de Corriente

Introducción

Una línea de corriente es tangente al vector velocidad de un fluido movimiento. En general, a lo largo de una línea de corriente, la velocidad varía tanto en magnitud como en dirección. Durante este laboratorio se verá de modo experimental como son las líneas de corriente para un escurrimiento permanente o impermanente, variado o uniforme.  

Metodología

Actividad 1: Flujo Uniforme

Se hará escurrir agua a través del aparato de líneas de corriente para el caso permanente e impermanente (caudal variable). El flujo tendrá características de flujo laminar (sin mezcla entre distintas capas de fluido) y en dos dimensiones. Para representar las líneas de corriente se suministrará tinta a través de varios orificios del aparato y mediante diferentes válvulas se controlará la cantidad de tinta suministrada. Además, a través de cuatro orificios adicionales se representará fuentes y depresiones de flujo en la cámara para observar cómo cambian las líneas.

Actividad 2: Flujo variado

A diferencia de la actividad 1, se observará el caso en que las propiedades del flujo no son iguales en toda la cámara para un instante, es decir el flujo es variado. Se pondrá un perfil triangular que obstaculizará el escurrimiento con el fin de ver como interactúa el fluido con el cuerpo. En específico se observará la diferencia entre el flujo al entrar en contacto con el cuerpo y luego de sobrepasarlo.

Preguntas

¿Qué le ocurre a las líneas de corriente antes y después de encontrarse con un obstáculo? Explicar por qué sucede esto.

Al encontrarse con el obstáculo, la velocidad del fluido aumenta (se pueden observar las líneas de corriente más juntas) esto ocurre por el menor espacio que tiene el fluido para avanzar, a un caudal constante. Después del obstáculo, el fluido se encuentra con un cambio brusco en la geometría y se separa de la pared del fluido, pudiendo formarse un remolino.

¿En qué caso las líneas de corriente son igual a las líneas de trayectoria? Justifique su respuesta.

Cuando el flujo es permanente, es decir cuando las propiedades del fluido para un punto fijo no cambian con respecto al tiempo. Esto ocurre porque en cada punto la trayectoria que este sigue es igual para cualquier momento.

Para cada experiencia defina si el movimiento del fluido fue permanente o impermanente y uniforme o variado.

Actividad 1:

Sin entrada de flujo extra es permanente y uniforme.

Cuando entra flujo extra es impermanente y uniforme.

Actividad 2:

Flujo permanente y variado.

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