Definición de Viscosidad de Remolino Calculator

Formula first

Overview

Este concepto modela el efecto de las fluctuaciones turbulentas en el flujo medio tratándolas como una tensión viscosa adicional, análoga a la viscosidad molecular. Se define como la relación entre la tensión cortante turbulenta y el gradiente de velocidad medio, actuando efectivamente como una viscosidad 'aparente' que da cuenta de la mayor mezcla en regímenes turbulentos. Dado que depende del estado del flujo en lugar de solo de las propiedades del fluido, no es una constante física sino una variable dependiente del flujo.

Symbols

Variables

${\mu }^{(t)}$ = Eddy Viscosity, |$\bar{\tau }$_{yz}^{$\text{total}$}| = Total Shear Stress Magnitude, $\frac{d{v}_z}{dy}$ = Velocity Gradient, $\mu$ = Molecular Viscosity, \frac{\mathcal{P}_0 - $\mathcal{P}$_1}{L} = Pressure Gradient

Apply it well

When To Use

When to use: Aplique esto al modelar flujo turbulento utilizando la hipótesis de Boussinesq para relacionar la tensión cortante turbulenta con el gradiente de velocidad medio.

Why it matters: Permite a los ingenieros simplificar cálculos complejos de flujo turbulento utilizando ecuaciones de flujo laminar existentes con una viscosidad efectiva ajustada.

Avoid these traps

Common Mistakes

• Confundir la viscosidad de remolino con la viscosidad molecular (dinámica).
• Asumir que la viscosidad de remolino es constante en todo el campo de flujo.
• Despreciar el signo negativo en la definición al calcular la tensión cortante turbulenta.

One free problem

Practice Problem

En un flujo turbulento en tubería, la tensión cortante total es de 10 Pa, el gradiente de velocidad es de 50 s^-1 y la viscosidad molecular es de 0.001 Pa·s. Calcule la viscosidad de remolino.

Hint: Utiliza la forma de magnitud de tensión cortante mu_t = (tau_total / dv_dy) - mu.

The full worked solution stays in the interactive walkthrough.

Keep going

Related Formulas

References

Sources

1. White, F. M. (2011). Fluid Mechanics (7th ed.). McGraw-Hill.
2. Pope, S. B. (2000). Turbulent Flows. Cambridge University Press.
3. Wikipedia: Eddy viscosity
4. NIST: CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants
5. White, Frank M. Fluid Mechanics. McGraw-Hill, 2011.
6. Pope, Stephen B. Turbulent Flows. Cambridge University Press, 2000.