Flujo Sobre una placa plana (II)

Para los fines de análisis, es conveniente dividir el campo de flujo en dos regiones (referencia 11). Sabemos que la velocidad del fluido e la superficie de la placa es cero y que a una distancia suficientemente grande hacia la placa, la velocidad es igual a : u. La región próxima a la superficie de la placa, en donde tiene lugar el 99% de la variación de velocidad, se llama región de al capa frontera. L. Prandtl introdujo el concepto de capa frontera con intenciones de simplificar el análisis. Una línea hipotética separa la región de la capa frontera de la corriente principal. Se observa que al movernos en el sentido de la corriente separándonos del lado principal, el espesor de la capa frontera crece. Para el aire fluyendo a 50 pies/seg, el espesor de la capa frontera a una distancia de un pie de separación del lado principal es del orden de 0.1 de pulgada. Se deben tomar en cuenta los efectos de viscosidad cuando se examina el flujo dentro de la capa frontera. Al flujo en la región exterior a la capa frontera se le llama flujo de corriente libre. El flujo fuera de la capa frontera se trata como un flujo ideal (no viscoso).

El flujo dentro de la capa frontera puede ser laminar, transicional o turbulento. La naturaleza del flujo depende del número local de Reynolds, donde el valor del número de Reynolds está basado en la distancia, x, al lado principal. Se ha encontrado que si la corriente libre tiene turbulencia muy baja, entonces la capa de frontera es laminar, si el número local de Reynolds es menor que 5x10^5. La transición de flujo laminar a flujo turbulento puede comenzar con un número de Reynolds igual a 5 x 10^5 o mayor que éste.

Ahora presentaremos un análisis aproximado de la capa frontera laminar.

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