Difusor (hidroaerodinámica)

La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 6 de mayo de 2020; la verificación requiere 1 edición .

Un difusor (en hidroaerodinámica) es una parte perfilada de un canal (tubería) en la que el flujo se ralentiza. En este caso, la caída de presión estática a través del difusor puede ser menor que en la sección de un tubo recto de la sección original (ver fórmula de Darcy-Weisbach ), es decir, su coeficiente de resistencia local puede ser negativo; sin embargo, con un aumento de longitud a un ángulo de apertura constante y con un aumento en el ángulo de apertura del difusor, puede ocurrir la separación del flujo de las paredes (se forman vórtices cerca de ellas ), mientras que el coeficiente de arrastre del difusor aumenta mucho [ 1] .

Hay un diseño que es lo opuesto a un difusor, llamado confusor  , una parte del canal en la que tiene lugar una conexión y una transición suave de una sección más grande a una más pequeña. El movimiento del aire en el confusor se caracteriza por el hecho de que la presión dinámica aumenta en la dirección del flujo y la presión estática disminuye. La velocidad del flujo subsónico de un líquido o gas aumenta.

Alcance de los difusores

El difusor se utiliza en dispositivos en los que se mueven líquidos y gases ( tuberías de agua , conductos de aire , gasoductos , oleoductos , túneles de viento , motores a reacción , etc.). En electroacústica , una parte del sistema oscilatorio mecánico de un altavoz , diseñado para excitar ondas de sonido en el aire circundante.

Confundidor

El diseño opuesto al difusor, llamado confusor , es la parte del canal en la que tiene lugar la conexión y la transición suave de una sección más grande a una más pequeña. El movimiento del aire en el confusor se caracteriza por el hecho de que la presión dinámica aumenta en la dirección del flujo y la presión estática disminuye. El caudal de un líquido o gas aumenta .

Con conductos de aire redondos, el confusor tiene la forma de un cono truncado, con conductos cuadrados, una pirámide truncada. En la mayoría de los casos, se utiliza un confusor para conectar un conducto de aire al lado de succión de un ventilador radial , lo que permite reducir el coeficiente de resistencia local ζ ( coeficiente de Darcy ) (debido a un estrechamiento más suave del flujo de aire y evitar la separación ). de la capa límite y la formación de vórtices ), y en consecuencia, reducir la pérdida de presión desarrollada por el ventilador.

Coeficiente de arrastre local del confusor (coeficiente de Darcy )

,

dónde  está el grado de estrechamiento;  es el coeficiente de pérdida por fricción a lo largo de la longitud en condiciones turbulentas.

La resistencia hidráulica de un confusor es siempre menor que la resistencia hidráulica de un difusor del mismo tamaño.

Flujos en difusor y confusor

En un confusor con un ángulo de apertura pequeño, normalmente no se produce un aumento de la formación de vórtices , el líquido cambia de dirección suavemente y las pérdidas de presión se asocian principalmente con un aumento de la velocidad. Con un aumento en el ángulo de apertura, el confusor se convierte en un estrechamiento repentino y se forman zonas estancadas con vórtices.

En el difusor, es posible la separación del flujo, mientras que aparecen extensas zonas de vórtice en los bordes y se pierde mucha energía (casi como con una expansión repentina). Sin embargo, si el ángulo es muy pequeño y no hay tiempo para la separación del flujo a lo largo del difusor, su coeficiente de arrastre también puede volverse negativo, como en un tubo Venturi . En un difusor de forma especial, el flujo continuo se puede mantener de manera más eficiente.

Literatura

Véase también

Notas

  1. ↑ Idelchik I.E. Manual de resistencia hidráulica / Ed. MO Steinberg. - 3ª ed., revisada. y adicional - M .: Mashinostroenie , 1992. - S. 184. - ISBN 5-217-00393-6 .

Enlaces