chorro libre
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OPERACIÓN DE BOQUILLAS CHORRO LIBRE Se considerará un chorro libre como el fujo que sale desde un ducto hacia una región comparativamente grande que contiene fuido estacionario con una velocidad respecto al chorro, paralela a la dirección del fujo en éste. Imagen Antes de analizar la operación de boquillas y de diusores deben considerarse ciertas caracter!sticas elementales del chorro libre. ". #rimero se considera el caso de un fuido que sale de una boquilla con fujo subsónico hacia la atmósera. Imagen Se demostrará que la presión de salida debe ser igual a la de la atmósera circundante para tales fujos. #or el momento considérense las alternativas a esta condición. Si la presión de la atmósfera fuera menr !ue la del "#rr $ P atmósfera < P Chorro % , ocurrir!a una e$pansión lateral en éste. %sta acción disminuir!a la velocidad en el chorro, de acuerdo con la teor!a de fujo isentrópico y, en consecuencia, la presión en el chorro necesariamente se incrementar!a, agravando a&n más esta situación' por consiguiente, la continuación de esta acción ser!a catastró(ca. Imagen #or otro lado, si se considera la hipótesis de que la presión de la atmósera es mayor que la del chorro $ P atmósfera > P Chorro % , ocurrir!a una contracción en el chorro, de acuerdo con la teor!a de fujo isentrópico, y un incremento en la velocidad. %sto dar!a como resultado una disminución adicional en la presión del chorro, agravando nuevamente la situación. Imagen %s obvio que cualquiera de estas suposiciones lleva a esperar una inestabilidad en el fujo del chorro. )ebido a que se sabe que el chorro libre subsónico es estable, puede concluirse que la presión del chorro debe ser igual a la presión de los alrededores *ambiente+.
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mecánica de fluidos
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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.
Imagen
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.
