OPERACIN DE BOQUILLASCHORRO LIBRESe considerar un chorro libre como el flujo que sale desde un ducto hacia una regin comparativamente grande que contiene fluido estacionario con una velocidad respecto al chorro, paralela a la direccin del flujo en ste.

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Antes de analizar la operacin de boquillas y de difusores deben considerarse ciertas caractersticas elementales del chorro libre.1. Primero se considera el caso de un fluido que sale de una boquilla con flujo subsnico hacia la atmsfera.Imagen

Se demostrar que la presin de salida debe ser igual a la de la atmsfera circundante para tales flujos. Por el momento considrense las alternativas a esta condicin. Si la presin de la atmsfera fuera menor que la del chorro (), ocurrira una expansin lateral en ste. Esta accin disminuira la velocidad en el chorro, de acuerdo con la teora de flujo isentrpico y, en consecuencia, la presin en el chorro necesariamente se incrementara, agravando an ms esta situacin; por consiguiente, la continuacin de esta accin sera catastrfica.Imagen

Por otro lado, si se considera la hiptesis de que la presin de la atmsfera es mayor que la del chorro (), ocurrira una contraccin en el chorro, de acuerdo con la teora de flujo isentrpico, y un incremento en la velocidad. Esto dara como resultado una disminucin adicional en la presin del chorro, agravando nuevamente la situacin.Imagen

Es obvio que cualquiera de estas suposiciones lleva a esperar una inestabilidad en el flujo del chorro.Debido a que se sabe que el chorro libre subsnico es estable, puede concluirse que la presin del chorro debe ser igual a la presin de los alrededores (ambiente).

2. Si el chorro emerge en forma supersnica.

La presin de salida no necesariamente debe ser igual a la presin de los alrededores.

Puede hacerse un ajuste a la presin exterior mediante una sucesin de expansiones oblicuas y ondas de choque para el caso bidimensional o a travs de ondas cnicas correspondientes en el caso simtrico tridimensional (vanse las figuras 1 y 2).Fig. 1. Boquilla convergente. M, = 1.00 pi/pe = 1.41.

Fig.1 Boquilla convergente-divergente bidirnensional que opera subexpandida con un nmero de Mach de salida de 2.33.