¿Cuál es la velocidad promedio de flujo en el flujo de couette?

El flujo de Couette es el flujo laminar de un fluido viscoso en el espacio entre dos placas paralelas, una de las cuales se mueve con respecto a la otra.


La placa inferior es estacionaria y la placa superior se mueve con una velocidad [matemática] u [/ matemática].

Suposiciones hechas:

  1. El fluido es incompresible.
  2. Se supone que las placas son infinitamente largas y muy anchas. Por lo tanto, el flujo se considera principalmente axial.
  3. La presión es una función de [matemáticas] x [/ matemáticas] solamente.
  4. El campo gravitacional se descuida.

La ecuación de flujo de Couette para velocidad viene dada por

[matemáticas] u (y) = u_ {0} \ frac {y} {h} + \ frac {1} {2 \ mu} \ frac {dP} {dx} (y ^ {2} – hy) [/ matemáticas]
(De Wikipedia)
dónde:
[matemática] u [/ matemática] es la velocidad del fluido a una altura [matemática] y [/ matemática] desde la placa inferior.
[math] \ mu [/ math] es la viscosidad dinámica del fluido.
[matemáticas] h [/ matemáticas] es la distancia entre las placas.
[math] \ frac {dP} {dx} [/ math] es el gradiente de presión del flujo.
[matemáticas] u_ {0} [/ matemáticas] es la velocidad de la placa superior.

Descuidemos el gradiente de presión, es decir, supongamos que la presión es constante.
Por lo tanto,

[matemáticas] u (y) = u_ {0} \ frac {y} {h} [/ matemáticas]

La velocidad promedio es el caudal volumétrico dividido por el área de la sección transversal que es igual a la mitad de la velocidad de la placa superior ([matemática] \ frac {u_ {0}} {2} [/ matemática]).

Nota: Los detalles anteriores pueden parecer innecesarios, pero son necesarios para una mejor comprensión del concepto.

More Interesting

¿Qué se necesita para entender la teoría de cuerdas?

¿Por qué cambia la longitud de onda de la luz, y no la frecuencia, durante la refracción?

En la teoría de cuerdas, ¿cómo se relaciona una cuerda con una partícula (como en la física de partículas)?

¿Cuál es el principio holográfico? ¿Significa que "nuestro universo es un holograma"?

¿Cuál es la velocidad promedio en el flujo de poiseuille?

Cómo entender intuitivamente por qué la probabilidad de corriente en la mecánica cuántica viene dada por su forma matemática particular

Suponiendo que la partícula de Higgs tiene una masa que es 100 veces la masa del protón, ¿a qué velocidad tiene que acelerar los protones para tener suficiente energía para producir una partícula de Higgs?

Cómo entender el 'giro' de una partícula

¿Por qué las antipartículas se definen como partículas que tienen energía negativa y se propagan hacia atrás en el tiempo en soluciones para la ecuación de Dirac?

Si las partículas requieren un campo de fuerza para moverse, entonces ¿hay partículas que no interactúan con ningún campo de fuerza conocido que esté presente en el aire?

¿Por qué la masa de una partícula no puede ser negativa en la mecánica clásica?

¿Qué hace que algunos científicos piensen que sucederá un "colapso" de la física en las escalas de longitud y tiempo de Planck cuando las otras unidades base de Planck no resulten en ese colapso?

¿Qué me dice que una partícula, que está bajo la influencia de una fuerza central, está en movimiento plano?

¿Cuáles son las propiedades intrínsecas de la naturaleza que determinan un tipo específico de fuerza?

Teóricamente, ¿podríamos doblar el espacio para hacer un bolsillo?