Fórmula de velocidad crítica

La velocidad a la que la gravedad y la resistencia del aire se igualan en el objeto se denomina velocidad crítica de un objeto en caída libre. Es la velocidad a la que el flujo de un fluido pasa de aerodinámico a turbulento. La velocidad crítica de un líquido depende de varios factores, como el número de Reynolds, el coeficiente de viscosidad, el radio del tubo y la densidad del fluido que fluye por el tubo. Se denota por el símbolo V c . Su unidad de medida es m/s y la fórmula dimensional está dada por [M 0 L 1 T -1 ].

Fórmula

V c = R mi η / ρr

dónde,

V c es la velocidad crítica,

R e es la relación entre la fuerza de inercia y la fuerza viscosa, es decir, el número de Reynolds,

η es el coeficiente de viscosidad,

ρ es la densidad del fluido,

r es el radio del tubo.

Problemas de muestra

Problema 1. Calcular la velocidad crítica de un fluido que circula por un tubo de 2 m de radio. La densidad y el coeficiente de viscosidad del fluido son 1,5 kg/m 3 y 2 kg/ms respectivamente. El valor del número de Reynolds es 1500.

Solución:

Tenemos,

Re = 1500

η = 2

r = 1,5

r = 2

Usando la fórmula que obtenemos,

V c = R mi η / ρr

= (1500) (2)/ (1,5) (2)

= 3000/3

= 1000 m/s

Problema 2. Calcular la velocidad crítica de un fluido que circula por un tubo de 3 m de radio. La densidad y el coeficiente de viscosidad del fluido son 2 kg/m 3 y 1,5 kg/ms respectivamente. El valor del número de Reynolds es 2000.

Solución:

Tenemos,

Re = 2000

η = 1,5

r = 2

r = 3

Usando la fórmula que obtenemos,

V c = R mi η / ρr

= (2000) (1,5)/ (2) (3)

= 3000/6

= 500 m/s

Problema 3. Calcular el número de Reynolds de un fluido que circula por un tubo de 1 m de radio. La densidad y el coeficiente de viscosidad del fluido son 3 kg/m 3 y 4 kg/ms respectivamente. El valor de la velocidad crítica es de 300 m/s.

Solución:

Tenemos,

V c = 300

η = 4

r = 3

r = 1

Usando la fórmula que obtenemos,

V c = R mi η / ρr

=> 300 = R e (4) / (3) (1)

=> R e = 900/4

=> Re = 225

Problema 4. Calcular el número de Reynolds de un fluido que circula por un tubo de 3 m de radio. La densidad y el coeficiente de viscosidad del fluido son 5 kg/m 3 y 2 kg/ms respectivamente. El valor de la velocidad crítica es de 400 m/s.

Solución:

Tenemos,

V c = 400

η = 2

r = 5

r = 3

Usando la fórmula que obtenemos,

V c = R mi η / ρr

=> 400 = R e (2) / (5) (3)

=> R e = 6000/2

=> Re = 3000

Problema 5. Calcular el coeficiente de viscosidad de un fluido que circula por un tubo de 4 m de radio. La densidad y el número de Reynolds del fluido son 5 kg/m 3 y 2800 respectivamente. El valor de la velocidad crítica es de 200 m/s.

Solución:

Tenemos,

V c = 200

Re = 2800

r = 5

r = 4

Usando la fórmula que obtenemos,

V c = R mi η / ρr

=> 200 = (2800) η / (5) (4)

=> η = 4000/2800

=> η = 1,42 kg/ms

Problema 6. Calcular el coeficiente de viscosidad de un fluido que circula por un tubo de 2 m de radio. La densidad y el número de Reynolds del fluido son 6 kg/m 3 y 1000 respectivamente. El valor de la velocidad crítica es de 350 m/s.

Solución:

Tenemos,

V c = 350

Re = 1000

r = 6

r = 2

Usando la fórmula que obtenemos,

V c = R mi η / ρr

=> 350 = (1000) η / (6) (2)

=> η = 4200/1000

=> η = 4,2 kg/ms

Problema 7. Calcular la densidad de un fluido que circula por un tubo de 6 m de radio. El coeficiente de viscosidad y el número de Reynolds del fluido son 5 kg/ms y 2500 respectivamente. El valor de la velocidad crítica es 420 m/s.

Solución:

Tenemos,

V c = 420

Re = 2500

η = 5

r = 6

Usando la fórmula que obtenemos,

V c = R mi η / ρr

=> 420 = (2500) (5) / 6ρ

=> ρ = 12500/2520

=> ρ = 4,96 kg/ m3

Publicación traducida automáticamente

Artículo escrito por jatinxcx y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA

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