SOLUCIÓN DE EJERCICIOS

MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN

SOLUCIÓN PROBLEMA 9-99 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN.

9-99 Considere una forma modificada del flujo de Couette en el que existen dos fluidos colocados entre dos placas planas paralelas de largo y ancho infinito (Fig. P9-99). El flujo es estacionario, incompresible, paralelo y laminar. La placa superior se mueve con velocidad V hacia la derecha, y la placa inferior esta en reposo. La gravedad actúa en la dirección z (hacia abajo en la figura). No hay gradiente de presión forzado que empuje al fluido a través del canal: el flujo se establece solamente por los efectos viscosos creados por la placa superior en movimiento. Puede ignorar los efectos de tensión superficial y suponga que la interfase es horizontal. La presión en el fondo del flujo (z 0) es igual a P0. a) Haga una lista con todas las condiciones de frontera adecuadas tanto para velocidad como para presión (sugerencia: existen seis condiciones de frontera necesarias). b) Resuelva para el campo de velocidad (sugerencia: divida la solución en dos porciones, una para cada fluido. Genere expresiones para u1 como función de z y u2 como función de z). c) Resuelva para el campo de presión (sugerencia: de nuevo divida la solución. Resuelva para P1 y P2). d) Sea el fluido 1 y el fluido 2 aceite de motor no usado, ambos a 80°C. También sea h1 5.0 mm, h2 8.0 mm y V 10.0 m/s. Grafique u como función de z a través de todo el canal. Comente los resultados.

Solución:

Solución 1: Canal

 

 

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