Contrainte de cisaillement à la limite pour une couche limite turbulente sur une plaque plate Calculatrice

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Écoulement turbulent

✖La densité de fluide pour l'écoulement de la couche limite est définie comme la masse de fluide par unité de volume de fluide.ⓘ Densité de fluide pour l'écoulement de la couche limite [ρ_f]			+10% -10%
✖La vitesse du courant libre pour l'écoulement de la couche limite est la vitesse du fluide loin en amont d'un corps, c'est-à-dire avant que le corps n'ait une chance de dévier, de ralentir le fluide.ⓘ Freestream Velocity pour le flux de la couche limite [V_∞]			+10% -10%
✖La viscosité du fluide pour l'écoulement de la couche limite est une mesure de la résistance du fluide à la déformation à une vitesse donnée.ⓘ Viscosité du fluide pour l'écoulement de la couche limite [μ]			+10% -10%
✖L'épaisseur de la couche limite est la distance normale au mur jusqu'à un point où la vitesse d'écoulement a essentiellement atteint la vitesse "asymptotique".ⓘ Épaisseur de la couche limite [𝛿]			+10% -10%

✖La contrainte de cisaillement pour l'écoulement de la couche limite est une force tendant à provoquer une déformation du fluide par glissement le long d'un ou plusieurs plans parallèles à la contrainte imposée.ⓘ Contrainte de cisaillement à la limite pour une couche limite turbulente sur une plaque plate [𝜏]

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Formule

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Contrainte de cisaillement à la limite pour une couche limite turbulente sur une plaque plate

Formule

`"𝜏" = 0.0225*"ρ"_{"f"}*"V"_{"∞"}^2*("μ"/("ρ"_{"f"}*"V"_{"∞"}*"𝛿"))^(1/4)`

Exemple

`"0.068526N/m²"=0.0225*"890kg/m³"*("0.15m/s")^2*("0.001N*s/m²"/("890kg/m³"*"0.15m/s"*"0.014m"))^(1/4)`

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Contrainte de cisaillement à la limite pour une couche limite turbulente sur une plaque plate Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul

Formule utilisée

Contrainte de cisaillement pour l'écoulement de la couche limite = 0.0225*Densité de fluide pour l'écoulement de la couche limite*Freestream Velocity pour le flux de la couche limite^2*(Viscosité du fluide pour l'écoulement de la couche limite/(Densité de fluide pour l'écoulement de la couche limite*Freestream Velocity pour le flux de la couche limite*Épaisseur de la couche limite))^(1/4)
𝜏 = 0.0225*ρ_f*V_∞^2*(μ/(ρ_f*V_∞*𝛿))^(1/4)
Cette formule utilise 5 Variables

Variables utilisées

Contrainte de cisaillement pour l'écoulement de la couche limite - (Mesuré en Pascal) - La contrainte de cisaillement pour l'écoulement de la couche limite est une force tendant à provoquer une déformation du fluide par glissement le long d'un ou plusieurs plans parallèles à la contrainte imposée.
Densité de fluide pour l'écoulement de la couche limite - (Mesuré en Kilogramme par mètre cube) - La densité de fluide pour l'écoulement de la couche limite est définie comme la masse de fluide par unité de volume de fluide.
Freestream Velocity pour le flux de la couche limite - (Mesuré en Mètre par seconde) - La vitesse du courant libre pour l'écoulement de la couche limite est la vitesse du fluide loin en amont d'un corps, c'est-à-dire avant que le corps n'ait une chance de dévier, de ralentir le fluide.
Viscosité du fluide pour l'écoulement de la couche limite - (Mesuré en pascals seconde) - La viscosité du fluide pour l'écoulement de la couche limite est une mesure de la résistance du fluide à la déformation à une vitesse donnée.
Épaisseur de la couche limite - (Mesuré en Mètre) - L'épaisseur de la couche limite est la distance normale au mur jusqu'à un point où la vitesse d'écoulement a essentiellement atteint la vitesse "asymptotique".

ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base

Densité de fluide pour l'écoulement de la couche limite: 890 Kilogramme par mètre cube --> 890 Kilogramme par mètre cube Aucune conversion requise
Freestream Velocity pour le flux de la couche limite: 0.15 Mètre par seconde --> 0.15 Mètre par seconde Aucune conversion requise
Viscosité du fluide pour l'écoulement de la couche limite: 0.001 Newton seconde par mètre carré --> 0.001 pascals seconde (Vérifiez la conversion ici)
Épaisseur de la couche limite: 0.014 Mètre --> 0.014 Mètre Aucune conversion requise

ÉTAPE 2: Évaluer la formule

Remplacement des valeurs d'entrée dans la formule

𝜏 = 0.0225*ρ_f*V_∞^2*(μ/(ρ_f*V_∞*𝛿))^(1/4) --> 0.0225*890*0.15^2*(0.001/(890*0.15*0.014))^(1/4)

Évaluer ... ...

𝜏 = 0.0685255795945798

ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie

0.0685255795945798 Pascal -->0.0685255795945798 Newton par mètre carré (Vérifiez la conversion ici)

RÉPONSE FINALE

0.0685255795945798 ≈ 0.068526 Newton par mètre carré <-- Contrainte de cisaillement pour l'écoulement de la couche limite

(Calcul effectué en 00.020 secondes)

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Crédits

Créé par Maiarutselvan V

Collège de technologie PSG (PSGCT), Coimbatore

Maiarutselvan V a créé cette calculatrice et 300+ autres calculatrices!

Vérifié par Sanjay Krishna

École d'ingénierie Amrita (ASE), Vallikavu

Sanjay Krishna a validé cette calculatrice et 200+ autres calculatrices!

< 21 Flux de couche limite Calculatrices

Contrainte de cisaillement à la limite pour une couche limite turbulente sur une plaque plate

Aller Contrainte de cisaillement pour l'écoulement de la couche limite = 0.0225*Densité de fluide pour l'écoulement de la couche limite*Freestream Velocity pour le flux de la couche limite^2*(Viscosité du fluide pour l'écoulement de la couche limite/(Densité de fluide pour l'écoulement de la couche limite*Freestream Velocity pour le flux de la couche limite*Épaisseur de la couche limite))^(1/4)

Largeur de la plaque pour la force de traînée sur la plaque

Aller Largeur de plaque pour le flux de couche limite = Force de traînée sur la plaque d'écoulement de la couche limite/(0.73*Viscosité du fluide pour l'écoulement de la couche limite*Freestream Velocity pour le flux de la couche limite*sqrt(Nombre de Reynolds pour le flux de couche limite))

Viscosité du liquide pour la force de traînée sur la plaque

Aller Viscosité du fluide pour l'écoulement de la couche limite = Force de traînée sur la plaque d'écoulement de la couche limite/(0.73*Largeur de plaque pour le flux de couche limite*Freestream Velocity pour le flux de la couche limite*sqrt(Nombre de Reynolds pour le flux de couche limite))

Faites glisser la force sur la plaque

Aller Force de traînée sur la plaque d'écoulement de la couche limite = 0.73*Largeur de plaque pour le flux de couche limite*Viscosité du fluide pour l'écoulement de la couche limite*Freestream Velocity pour le flux de la couche limite*sqrt(Nombre de Reynolds pour le flux de couche limite)

Coefficient moyen de traînée pour la force de traînée

Aller Coefficient de traînée pour le flux de la couche limite = Force de traînée sur la plaque d'écoulement de la couche limite/(1/2*Densité de fluide pour l'écoulement de la couche limite*Aire de surface pour le flux de la couche limite*Freestream Velocity pour le flux de la couche limite^2)

Aire de surface pour le coefficient de traînée moyen

Aller Aire de surface pour le flux de la couche limite = Force de traînée sur la plaque d'écoulement de la couche limite/(1/2*Coefficient de traînée pour le flux de la couche limite*Densité de fluide pour l'écoulement de la couche limite*Freestream Velocity pour le flux de la couche limite^2)

Force de traînée pour un coefficient de traînée moyen

Aller Force de traînée sur la plaque d'écoulement de la couche limite = 1/2*Coefficient de traînée pour le flux de la couche limite*Densité de fluide pour l'écoulement de la couche limite*Aire de surface pour le flux de la couche limite*Freestream Velocity pour le flux de la couche limite^2

Nombre de Reynold pour la force de traînée sur la plaque

Aller Nombre de Reynolds pour le flux de couche limite = (Force de traînée sur la plaque d'écoulement de la couche limite/(0.73*Largeur de plaque pour le flux de couche limite*Viscosité du fluide pour l'écoulement de la couche limite*Freestream Velocity pour le flux de la couche limite))^2

Longueur de la plaque pour le nombre de Reynold

Aller Longueur de la plaque pour le flux de la couche limite = (Nombre de Reynolds pour le flux de couche limite*Viscosité du fluide pour l'écoulement de la couche limite)/(Densité de fluide pour l'écoulement de la couche limite*Freestream Velocity pour le flux de la couche limite)

Vitesse du fluide pour le nombre de Reynold

Aller Freestream Velocity pour le flux de la couche limite = (Nombre de Reynolds pour le flux de couche limite*Viscosité du fluide pour l'écoulement de la couche limite)/(Densité de fluide pour l'écoulement de la couche limite*Longueur de la plaque pour le flux de la couche limite)

Nombre de Reynold à la fin de la plaque

Aller Nombre de Reynolds pour le flux de couche limite = (Densité de fluide pour l'écoulement de la couche limite*Freestream Velocity pour le flux de la couche limite*Longueur de la plaque pour le flux de la couche limite)/Viscosité du fluide pour l'écoulement de la couche limite

Freestream Velocity pour le coefficient de traînée local

Aller Freestream Velocity pour le flux de la couche limite = sqrt(Contrainte de cisaillement pour l'écoulement de la couche limite/(1/2*Densité de fluide pour l'écoulement de la couche limite*Coefficient de traînée local pour la couche limite))

Coefficient de traînée local pour la contrainte de cisaillement

Aller Coefficient de traînée local pour la couche limite = Contrainte de cisaillement pour l'écoulement de la couche limite/(1/2*Densité de fluide pour l'écoulement de la couche limite*Freestream Velocity pour le flux de la couche limite^2)

Contrainte de cisaillement pour le coefficient de traînée local

Aller Contrainte de cisaillement pour l'écoulement de la couche limite = 1/2*Coefficient de traînée local pour la couche limite*Densité de fluide pour l'écoulement de la couche limite*Freestream Velocity pour le flux de la couche limite^2

Épaisseur de la couche limite pour la solution de Blasius

Aller Épaisseur de la couche limite = (4.91*Distance du bord d'attaque pour le flux de la couche limite)/(sqrt(Nombre de Reynolds pour le flux de couche limite))

Épaisseur de la couche limite

Aller Épaisseur de la couche limite = (5.48*Distance du bord d'attaque pour le flux de la couche limite)/(sqrt(Nombre de Reynolds pour le flux de couche limite))

Distance du bord d'attaque

Aller Distance du bord d'attaque pour le flux de la couche limite = Épaisseur de la couche limite*(sqrt(Nombre de Reynolds pour le flux de couche limite))/5.48

Distance du bord d'attaque pour la solution de Blasius

Aller Distance du bord d'attaque pour le flux de la couche limite = Épaisseur de la couche limite*sqrt(Nombre de Reynolds pour le flux de couche limite)/4.91

Coefficient de traînée pour la solution de Blasius

Aller Coefficient de traînée pour le flux de la couche limite = 1.328/(sqrt(Nombre de Reynolds pour le flux de couche limite))

Coefficient de traînée pour le nombre de Reynold

Aller Coefficient de traînée pour le flux de la couche limite = 1.46/sqrt(Nombre de Reynolds pour le flux de couche limite)

Nombre de Reynold pour le coefficient de traînée dans la solution de Blasius

Aller Nombre de Reynolds pour le flux de couche limite = (1.328/Coefficient de traînée pour le flux de la couche limite)^2

Contrainte de cisaillement à la limite pour une couche limite turbulente sur une plaque plate Formule

Quels sont les deux types de flux associés à la couche limite?

Il existe deux types d'écoulement de couche limite: laminaire et turbulent. La limite laminaire est un écoulement très régulier, tandis que la couche limite turbulente contient des tourbillons ou «tourbillons». L'écoulement laminaire crée moins de frottement cutané que l'écoulement turbulent, mais il est moins stable.

Pourquoi l'épaisseur de la couche limite augmente-t-elle?

Lorsque le flux uniforme entrant s'écoule sur une plaque plate, les particules de fluide près de la plaque adhèrent à la plaque (condition antidérapante). Cela signifie que l'élan de la plaque plate est diffusé dans le fluide. Et par conséquent, l'épaisseur de la couche limite augmente à mesure que le fluide se déplace vers l'aval.

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