Región de entrada

El flujo en la región de entrada se llama flujo en desarrollo hidrodinámico, porque ésta es la región donde se crea el perfil de velocidad. La zona más allá de la región de entrada en la que el perfil de velocidad está totalmente desarrollado y permanece invariable se llama región hidrodinámicamente desarrollada totalmente. Se dice que el flujo está totalmente desarrollado, o totalmente desarrollado térmicamente, cuando el perfil de temperatura normalizada permanece invariable también. El flujo hidrodinámicamente desarrollado equivale al flujo totalmente desarrollado cuando el fluido en la tubería no se calienta o enfría, porque en este caso la temperatura del fluido permanece esencialmente constante a todo lo largo. 




Figura 1 .-Región Hidrodinámica

El perfil de velocidad en la región totalmente desarrollada es parabólico en el flujo laminar y un poco más plano (o más lleno) en el flujo turbulento debido al movimiento de vórtices y a una mezcla más vigorosa en la dirección radial.

El perfil de velocidad promediado en el tiempo permanece invariable cuando el flujo está totalmente desarrollado y, por lo tanto:

Figura 2.- Ecuación desarrollada hidrodinámicamente 

El esfuerzo de corte en la pared de la tubería Tw se relaciona con la pendiente del perfil de velocidad en la superficie.

 

Cuando se observa que el perfil de velocidad permanece invariable en la región hidrodinámicamente desarrollada por completo, el esfuerzo de corte de pared también permanece constante en dicha región.


Figura 3.- Perfil de velocidad

 

  • Un fluido en la región de entrada hidrodinámica de una tubería, el esfuerzo de corte de pared es el más alto a la entrada de la tubería donde el grosor de la capa límite es más pequeño, y disminuye gradualmente hasta el valor correspondiente al flujo totalmente desarrollado.
  • Por lo tanto, la caída de presión es más alta en las regiones de entrada de una tubería, y el efecto de la región de entrada siempre es aumentar el factor de fricción promedio para toda la tubería, este aumento puede ser importante para tuberías cortas, pero es despreciable para las largas.

 

 




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