Flotabilidad y arrastre en cuerpos sumergidos
Fuente: Alexander S Rattner y Sanjay Adhikari; Departamento de ingeniería mecánica y Nuclear, la Universidad Estatal de Pensilvania, University Park, PA
Objetos, vehículos y organismos inmersos en medios fluidos experimentan fuerzas del líquido circundante en forma de flotabilidad- fuerza vertical hacia arriba debido al fluido peso, arrastre- una fuerza resistente frente a la dirección de movimiento y elevación de -una fuerza perpendicular a la dirección del movimiento. Predicción y caracterización de estas fuerzas es esencial para vehículos de ingeniería y entender el movimiento de la natación y el vuelo de los organismos.
En este experimento, el equilibrio de flotabilidad, peso y las fuerzas de arrastre sobre cuerpos sumergidos será investigado mediante el seguimiento de la velocidad de ascenso de las burbujas de aire y gotas de aceite en un medio de glicerina. Los coeficientes de arrastre resultante a velocidades de subida terminal se compararán con los valores teóricos.
1. fabricación de la sección de prueba de inyección de gas (ver esquema y fotografía, Fig. 2)
- Perfore un agujero en el fondo de un recipiente de plástico amurallado alto y plano. Instalar un tabique a través de la pared, montaje a través de este agujero. Instale un empalme en reducir a una conexión de compresión de ~3.2 mm tubo en la salida de la guarnición de tabique hermético. Se trata del puerto de inyección de burbuja de la gotita.
- Introduzca una longitud corta (~ 1 cm) de cable de gom...
Una serie de aire ascendente de burbujas y gotas de aceite de diámetros diferentes se presentan en la figura 3. Las pequeñas burbujas y gotas de subida a velocidades más bajas debido a fuerzas de arrastre relativamente más fuertes. Baja velocidad y escalas de la longitud, tensión de superficie fuerte fuerzas de resultado en las burbujas casi esféricas y gotas. Las burbujas mayor enfoque Re ~ 2, dando por resultado algo aplanada cola en la región de la r...
Este experimento demostró la medición del coeficiente de arrastre para levantamiento de burbujas y gotas en un medio líquido. Arrastre coeficientes fueron determinados por contabilidad para peso, flotabilidad y las fuerzas de arrastre. Resultados fueron comparados con un modelo teórico para la burbuja/gota CD en los números de Reynolds bajos. Estos resultados podrían ser directamente aplicables al diseño de intercambiadores de masa, como generadores de vapor en centrales eléctricas y calor ind...
- J.S. Hadamard, Motion of liquid drops (viscous), Comp. Rend. Acad. Sci. Paris. 154 (1911) 1735-1755.
- W. Rybczynski, On the translatory motion of a fluid sphere in a viscous medium, Bull. Acad. Sci., Cracow, Ser. A. (1911) 40.
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