¿Qué quieres decir con flujo está completamente desarrollado?

Consideremos el flujo de fluido en la tubería desde el tanque

A medida que el fluido ingresa a la tubería en virtud de la condición de no deslizamiento, se producirá una capa secundaria y el fluido adquirirá la velocidad de la tubería adyacente a la tubería

A medida que avanzamos en la dirección radial, la velocidad en el centro de la tubería aumentará y el perfil de velocidad tenderá a adquirir la forma de una parábola desde el perfil plano en el punto de entrada.

Después de obtener la forma de parábola del perfil de velocidad … incluso si nos movemos más a lo largo de la longitud del perfil de velocidad de la tubería permanece igual que du / dx = 0 después de esa sección transversal

Desde el punto de entrada hasta la forma parabólica perfecta, se conoce como longitud de entrada o región de entrada. Es la distancia recorrida por el flujo antes de que se desarrolle completamente. más allá de esta región obtendremos un flujo completamente desarrollado.

También en la sección transversal inicial del flujo completamente desarrollado, dos capas límite de tubería se encuentran

Para que el flujo laminar conozca la longitud de la región de entrada, use la fórmula L / d = 0.06 * Reynolds no

Para flujo turbulento L / d = 4.4 * Reynolds no a la potencia 1/6

Donde L = longitud de entrada d = dia de tubería

El flujo completamente desarrollado implica que el perfil de velocidad no cambia en la dirección del flujo del fluido, por lo tanto, el impulso tampoco cambia en la dirección del flujo. En tal caso, la presión en la dirección del flujo equilibrará el esfuerzo cortante cerca de la pared.

Eso significa que la tasa de cambio de presión con respecto a la posición siempre debe permanecer constante. (DP / dX = Constante)

aquí en la figura anterior, puede examinar claramente que hay dos regiones

  • Flujo de desarrollo
  • Flujo completamente desarrollado

En el flujo de desarrollo, tanto el perfil de velocidad como el dP / dX varían con la posición, mientras que en la región Completamente desarrollada, los dos anteriores son constantes.

Perfil de velocidad de flujo laminar completamente desarrollado:

  • Constante en el tiempo.
  • La velocidad solo tiene un componente axial.
  • Parabólica y en capas.
  • La velocidad varía solo en dirección radial.

En términos simples, se puede resumir todo el concepto diciendo dP / dX = constante y esa región en particular se conoce como región completamente desarrollada.

El flujo completamente desarrollado es cuando los efectos viscosos debido al esfuerzo cortante entre las partículas de fluido y la pared de la tubería crean un perfil de velocidad completamente desarrollado para un fluido a medida que viaja a lo largo de una tubería recta. La velocidad del fluido para un flujo completamente desarrollado será más rápida en la línea central de la tubería (ecuación 1 flujo laminar), y la velocidad del fluido en las paredes de la tubería será más lenta. Debido al cambio de velocidad a través del perfil de velocidad, es común describir la velocidad del fluido como una velocidad promedio.

El flujo completamente desarrollado significa que no hay cambio de momento del fluido en la dirección del flujo de fluido en una tubería, pero el momento cambia solo en la dirección radial o perpendicular a la dirección del flujo o, en otras palabras, se puede decir que el perfil de velocidad cambia solo en dirección radial no en dirección del flujo de fluido: ex tomar el flujo de fluido en la dirección x en la tubería, en este caso para un flujo completamente desarrollado, el campo de velocidad se da como V = Vx (y) y dV / dx = 0 pero dV / dy no es igual a 0

Se dice que un flujo está completamente desarrollado si la velocidad del flujo ya no cambia en función del espacio en la dirección del flujo. Una vez que el flujo está completamente desarrollado, uno encontraría una distribución de velocidad similar en las direcciones transversales al flujo de fluido hasta el final a medida que uno avanza en la dirección del flujo de fluido.