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Flujo de Couette no estacionario Calculator

Esta ecuación describe la distribución de velocidad dependiente del tiempo de un fluido viscoso confinado entre dos placas paralelas infinitas, donde una placa se pone en movimiento repentinamente.

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Formula first

Overview

La ecuación es una aplicación específica de las ecuaciones de Navier-Stokes, que se simplifica a una ecuación diferencial parcial de tipo difusión para el componente de velocidad paralelo a las placas. Tiene en cuenta el proceso de difusión de momento impulsado por la viscosidad cinemática a medida que el perfil de velocidad se desarrolla con el tiempo desde un estado inicial hacia un perfil lineal en estado estacionario. Comprender esta evolución es fundamental para determinar el comportamiento transitorio de los sistemas de fluidos sujetos a cambios repentinos en las condiciones de contorno.

Apply it well

When To Use

When to use: Utilice esta ecuación al analizar el perfil de velocidad transitorio de un fluido newtoniano incompresible entre límites paralelos inmediatamente después de un arranque o cambio repentino en la velocidad de la placa.

Why it matters: Modela el mecanismo fundamental del transporte de momento a través de la difusión viscosa, que rige cómo los efectos de cizallamiento se propagan a través de un fluido con el tiempo.

Avoid these traps

Common Mistakes

  • Suponer que el perfil de velocidad es lineal en todo momento durante la fase transitoria.
  • Despreciar el impacto de la viscosidad cinemática en el tiempo requerido para alcanzar un estado estacionario.

One free problem

Practice Problem

Si la viscosidad cinemática de un fluido aumenta, ¿cómo cambia el tiempo requerido para que el flujo alcance un perfil de Couette en estado estacionarioù

Hint: Considere la relación entre la viscosidad y la velocidad de difusión del momento.

The full worked solution stays in the interactive walkthrough.

References

Sources

  1. Bird, R. B., Stewart, W. E., & Lightfoot, E. N., Transport Phenomena, 2nd Edition, Wiley.
  2. White, F. M., Viscous Fluid Flow, McGraw-Hill Education.
  3. NIST CODATA
  4. IUPAC Gold Book
  5. White, Frank M. Fluid Mechanics. 8th ed., McGraw-Hill Education, 2016.
  6. Bird, R. Byron; Stewart, Warren E.; Lightfoot, Edwin N. (2007). Transport Phenomena (2nd ed.). John Wiley & Sons.
  7. White, Frank M. (2011). Fluid Mechanics (7th ed.). McGraw-Hill.
  8. NPTEL (National Programme on Technology Enhanced Learning) - Fluid Mechanics Course