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FLUJO COMPRESIBLEPARTE 2:
• Tobera de Laval
• Ondas de choque
• Flujo de Fanno y de Rayleigh
• Flujo isotérmico de un gas ideal en conductos largos
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5.1. Conducto convergente-divergente:Tobera de Laval
a – d Flujo subsónico
dM=1 en A* y luego Recuperación
Subsónica
d –
g Ondas de choque dentro de tobera
hOndas de choque fuera de la
tobera
h – i Flujo sobreexpandido
i No hay ondas de choque
i - j Flujo subexpandido
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Para estos casos se pueden emplear las relaciones ya vistas para
flujo isoentrópico:
Así podemos evaluar el caudal G como:
Se tendrán entonces tres situaciones de flujo isoentrópico
posibles:
a) Flujo subsónico en toda la tobera con = .
b) M = 1 en la garganta y recuperación subsónica en la
sección divergente.
c) M = 1 en la garganta y expansión supersónica en la
sección divergente.
Al igualar esta expresión con la del caudal máximo (), es
posible obtener los valores
de que hacen que se dé caudal máximo con M = 1 en la
garganta
∗
y +
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6. Ondas de choque
Son ondas que producen disipasión de entropía.
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Relaciones de
Rankine-Hugoniot
Las ondas de choque permiten pasar de un régimen supersónico a
otrosubsónico. No es posible el proceso inverso.
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7. Líneas de Fanno y de Rayleigh.
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7.1. Flujo de Fanno
La expresión para la entropía queda:
En el punto de máxima entropía es M = 1
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7.2. Flujo de Rayleigh
La expresión para la entropía queda:
En el punto de máxima entropía es M = 1
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8. Flujo isotérmico de un gas ideal enconductos largos
Expresiones a plantear:
Trabajando se llega a:
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Integrando la expresión anterior:
