La intensidad de la turbulencia, también conocida como nivel de turbulencia, se define como:
Dónde
- ¿Es posible un gas con un índice de refracción notablemente alto?
- ¿Se pueden considerar los fotones como una combinación de dos quasipartículas? En la forma en que los electrones pueden considerarse como dos Majoranas?
- ¿Obtienes dosis peligrosas de radiación al observar una explosión nuclear o simplemente cuando te atrapan las consecuencias?
- Si dividimos el boxeo en diferentes clases según el peso, ¿por qué no aplicó la misma regla para el baloncesto para que todos los humanos tengan la misma oportunidad de ganar?
- ¿Qué es una máquina reversible? ¿Cuáles son algunos ejemplos en los que una sustancia es el gas ideal (además del ciclo de Carnot?
es la raíz del cuadrado medio de las fluctuaciones de velocidad turbulentas y
es la velocidad media (promedio de Reynolds).
Si la energía turbulenta,
, es conocida
se puede calcular como:
se puede calcular a partir de los tres componentes de velocidad media
,
y
como:
Estimando la intensidad de turbulencia
Cuando se establecen condiciones límite para una simulación de CFD, a menudo es necesario estimar la intensidad de la turbulencia en las entradas. Para hacer esto con precisión, es bueno tener alguna forma de mediciones o experiencia previa para basar la estimación. Aquí hay algunos ejemplos de estimaciones comunes de la intensidad de turbulencia entrante:
- Caso de alta turbulencia : flujo de alta velocidad dentro de geometrías complejas como intercambiadores de calor y flujo dentro de maquinaria rotativa (turbinas y compresores). Típicamente, la intensidad de turbulencia es entre 5% y 20%
- Caso de turbulencia media : flujo en dispositivos no tan complejos como tuberías grandes, flujos de ventilación, etc. o flujos de baja velocidad (bajo número de Reynolds). Por lo general, la intensidad de la turbulencia está entre 1% y 5%.
- Caso de baja turbulencia : flujo que se origina a partir de un fluido que se detiene, como el flujo externo a través de automóviles, submarinos y aviones. Los túneles de viento de muy alta calidad también pueden alcanzar niveles de turbulencia realmente bajos. Por lo general, la intensidad de la turbulencia es muy baja, muy por debajo del 1%.
Flujo de tubería completamente desarrollado
Para un flujo de tubería completamente desarrollado, la intensidad de turbulencia en el núcleo se puede estimar como:
Dónde
es el número de Reynolds basado en el diámetro hidráulico de la tubería
.
La ecuación anterior es de la Guía del usuario de ANSYS Fluent (Versión 17.2, ecuación (6.57)); Sin embargo, no se proporciona ninguna referencia. Russo y Basse publicaron un artículo en el que derivan leyes de escala de intensidad de turbulencia basadas en mediciones y simulaciones de CFD. Un ejemplo es la ley de escala para la intensidad de turbulencia en el eje de la tubería derivada de las mediciones de Princeton Superpipe:
Referencia: https://www.cfd-online.com/Wiki/…
