Esfuerzo cortante en el límite de la capa límite turbulenta sobre una placa plana Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo
Fórmula utilizada
Esfuerzo cortante para el flujo de la capa límite = 0.0225*Densidad de fluidos para flujo de capa límite*Velocidad de flujo libre para flujo de capa límite^2*(Viscosidad del fluido para flujo de capa límite/(Densidad de fluidos para flujo de capa límite*Velocidad de flujo libre para flujo de capa límite*Espesor de la capa límite))^(1/4)
𝜏 = 0.0225*ρf*V^2*(μ/(ρf*V*𝛿))^(1/4)
Esta fórmula usa 5 Variables
Variables utilizadas
Esfuerzo cortante para el flujo de la capa límite - (Medido en Pascal) - El esfuerzo cortante para el flujo de la capa límite es una fuerza que tiende a causar la deformación del fluido por deslizamiento a lo largo de un plano o planos paralelos al esfuerzo impuesto.
Densidad de fluidos para flujo de capa límite - (Medido en Kilogramo por metro cúbico) - La densidad del fluido para el flujo de la capa límite se define como la masa de fluido por unidad de volumen del fluido.
Velocidad de flujo libre para flujo de capa límite - (Medido en Metro por Segundo) - La velocidad de flujo libre para el flujo de la capa límite es la velocidad del fluido aguas arriba de un cuerpo, es decir, antes de que el cuerpo tenga la oportunidad de desviar, ralentizar el fluido.
Viscosidad del fluido para flujo de capa límite - (Medido en pascal segundo) - La viscosidad del fluido para el flujo de la capa límite es una medida de la resistencia del fluido a la deformación a una velocidad determinada.
Espesor de la capa límite - (Medido en Metro) - El espesor de la capa límite es la distancia normal a la pared hasta un punto donde la velocidad del flujo ha alcanzado esencialmente la velocidad 'asintótica'.
PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base
Densidad de fluidos para flujo de capa límite: 890 Kilogramo por metro cúbico --> 890 Kilogramo por metro cúbico No se requiere conversión
Velocidad de flujo libre para flujo de capa límite: 0.15 Metro por Segundo --> 0.15 Metro por Segundo No se requiere conversión
Viscosidad del fluido para flujo de capa límite: 0.001 Newton segundo por metro cuadrado --> 0.001 pascal segundo (Verifique la conversión aquí)
Espesor de la capa límite: 0.014 Metro --> 0.014 Metro No se requiere conversión
PASO 2: Evaluar la fórmula
Sustituir valores de entrada en una fórmula
𝜏 = 0.0225*ρf*V^2*(μ/(ρf*V*𝛿))^(1/4) --> 0.0225*890*0.15^2*(0.001/(890*0.15*0.014))^(1/4)
Evaluar ... ...
𝜏 = 0.0685255795945798
PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida
0.0685255795945798 Pascal -->0.0685255795945798 Newton por metro cuadrado (Verifique la conversión aquí)
RESPUESTA FINAL
0.0685255795945798 0.068526 Newton por metro cuadrado <-- Esfuerzo cortante para el flujo de la capa límite
(Cálculo completado en 00.004 segundos)

Créditos

Creado por Maiarutselvan V
Facultad de Tecnología de PSG (PSGCT), Coimbatore
¡Maiarutselvan V ha creado esta calculadora y 300+ más calculadoras!
Verificada por Sanjay Krishna
Escuela de Ingeniería Amrita (Plaza bursátil norteamericana), Vallikavu
¡Sanjay Krishna ha verificado esta calculadora y 200+ más calculadoras!

21 Flujo de la capa límite Calculadoras

Esfuerzo cortante en el límite de la capa límite turbulenta sobre una placa plana
Vamos Esfuerzo cortante para el flujo de la capa límite = 0.0225*Densidad de fluidos para flujo de capa límite*Velocidad de flujo libre para flujo de capa límite^2*(Viscosidad del fluido para flujo de capa límite/(Densidad de fluidos para flujo de capa límite*Velocidad de flujo libre para flujo de capa límite*Espesor de la capa límite))^(1/4)
Viscosidad del líquido para la fuerza de arrastre en la placa
Vamos Viscosidad del fluido para flujo de capa límite = Fuerza de arrastre en la placa de flujo de la capa límite/(0.73*Ancho de placa para flujo de capa límite*Velocidad de flujo libre para flujo de capa límite*sqrt(Número de Reynolds para flujo de capa límite))
Ancho de la placa para fuerza de arrastre en la placa
Vamos Ancho de placa para flujo de capa límite = Fuerza de arrastre en la placa de flujo de la capa límite/(0.73*Viscosidad del fluido para flujo de capa límite*Velocidad de flujo libre para flujo de capa límite*sqrt(Número de Reynolds para flujo de capa límite))
Fuerza de arrastre en la placa
Vamos Fuerza de arrastre en la placa de flujo de la capa límite = 0.73*Ancho de placa para flujo de capa límite*Viscosidad del fluido para flujo de capa límite*Velocidad de flujo libre para flujo de capa límite*sqrt(Número de Reynolds para flujo de capa límite)
Área de superficie para el coeficiente de arrastre promedio
Vamos Área de superficie para flujo de capa límite = Fuerza de arrastre en la placa de flujo de la capa límite/(1/2*Coeficiente de arrastre para flujo de capa límite*Densidad de fluidos para flujo de capa límite*Velocidad de flujo libre para flujo de capa límite^2)
Coeficiente medio de arrastre para fuerza de arrastre
Vamos Coeficiente de arrastre para flujo de capa límite = Fuerza de arrastre en la placa de flujo de la capa límite/(1/2*Densidad de fluidos para flujo de capa límite*Área de superficie para flujo de capa límite*Velocidad de flujo libre para flujo de capa límite^2)
Fuerza de arrastre para el coeficiente de arrastre promedio
Vamos Fuerza de arrastre en la placa de flujo de la capa límite = 1/2*Coeficiente de arrastre para flujo de capa límite*Densidad de fluidos para flujo de capa límite*Área de superficie para flujo de capa límite*Velocidad de flujo libre para flujo de capa límite^2
Número de Reynold para la fuerza de arrastre en la placa
Vamos Número de Reynolds para flujo de capa límite = (Fuerza de arrastre en la placa de flujo de la capa límite/(0.73*Ancho de placa para flujo de capa límite*Viscosidad del fluido para flujo de capa límite*Velocidad de flujo libre para flujo de capa límite))^2
Longitud de la placa para el número de Reynold
Vamos Longitud de placa para flujo de capa límite = (Número de Reynolds para flujo de capa límite*Viscosidad del fluido para flujo de capa límite)/(Densidad de fluidos para flujo de capa límite*Velocidad de flujo libre para flujo de capa límite)
Velocidad del fluido para el número de Reynold
Vamos Velocidad de flujo libre para flujo de capa límite = (Número de Reynolds para flujo de capa límite*Viscosidad del fluido para flujo de capa límite)/(Densidad de fluidos para flujo de capa límite*Longitud de placa para flujo de capa límite)
Número de Reynold al final de la placa
Vamos Número de Reynolds para flujo de capa límite = (Densidad de fluidos para flujo de capa límite*Velocidad de flujo libre para flujo de capa límite*Longitud de placa para flujo de capa límite)/Viscosidad del fluido para flujo de capa límite
Velocidad de flujo libre para el coeficiente de arrastre local
Vamos Velocidad de flujo libre para flujo de capa límite = sqrt(Esfuerzo cortante para el flujo de la capa límite/(1/2*Densidad de fluidos para flujo de capa límite*Coeficiente de arrastre local para la capa límite))
Coeficiente de arrastre local para esfuerzo cortante
Vamos Coeficiente de arrastre local para la capa límite = Esfuerzo cortante para el flujo de la capa límite/(1/2*Densidad de fluidos para flujo de capa límite*Velocidad de flujo libre para flujo de capa límite^2)
Esfuerzo cortante para el coeficiente de arrastre local
Vamos Esfuerzo cortante para el flujo de la capa límite = 1/2*Coeficiente de arrastre local para la capa límite*Densidad de fluidos para flujo de capa límite*Velocidad de flujo libre para flujo de capa límite^2
Espesor de la capa límite para la solución de Blasius
Vamos Espesor de la capa límite = (4.91*Borde de ataque de distancia para flujo de capa límite)/(sqrt(Número de Reynolds para flujo de capa límite))
Espesor de la capa límite
Vamos Espesor de la capa límite = (5.48*Borde de ataque de distancia para flujo de capa límite)/(sqrt(Número de Reynolds para flujo de capa límite))
Distancia desde el borde de ataque
Vamos Borde de ataque de distancia para flujo de capa límite = Espesor de la capa límite*(sqrt(Número de Reynolds para flujo de capa límite))/5.48
Distancia desde el borde de ataque para la solución de Blasius
Vamos Borde de ataque de distancia para flujo de capa límite = Espesor de la capa límite*sqrt(Número de Reynolds para flujo de capa límite)/4.91
Coeficiente de arrastre para la solución de Blasius
Vamos Coeficiente de arrastre para flujo de capa límite = 1.328/(sqrt(Número de Reynolds para flujo de capa límite))
Coeficiente de arrastre para el número de Reynold
Vamos Coeficiente de arrastre para flujo de capa límite = 1.46/sqrt(Número de Reynolds para flujo de capa límite)
Número de Reynold para el coeficiente de arrastre en la solución de Blasius
Vamos Número de Reynolds para flujo de capa límite = (1.328/Coeficiente de arrastre para flujo de capa límite)^2

Esfuerzo cortante en el límite de la capa límite turbulenta sobre una placa plana Fórmula

Esfuerzo cortante para el flujo de la capa límite = 0.0225*Densidad de fluidos para flujo de capa límite*Velocidad de flujo libre para flujo de capa límite^2*(Viscosidad del fluido para flujo de capa límite/(Densidad de fluidos para flujo de capa límite*Velocidad de flujo libre para flujo de capa límite*Espesor de la capa límite))^(1/4)
𝜏 = 0.0225*ρf*V^2*(μ/(ρf*V*𝛿))^(1/4)

¿Cuáles son los dos tipos de flujo asociados con la capa límite?

Hay dos tipos diferentes de flujo de capa límite: laminar y turbulento. El límite laminar es un flujo muy suave, mientras que la capa límite turbulenta contiene remolinos o "remolinos". El flujo laminar crea menos resistencia por fricción cutánea que el flujo turbulento, pero es menos estable.

¿Por qué aumenta el grosor de la capa límite?

Cuando el flujo uniforme entrante fluye sobre una placa plana, las partículas de fluido cercanas a la placa se adhieren a la placa (condición sin deslizamiento). Eso significa que el impulso de la placa plana se difunde al fluido. Y por lo tanto, el espesor de la capa límite aumenta a medida que el fluido se mueve hacia abajo.

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