Sónico y subsónico

Flujo compresible

La compresibilidad es un aspecto muy importante en flujos de alta velocidad, ya que grandes cambios en la velocidad implica grandes variaciones de presión. Además, en los gases, estos grandes cambios en la presión vienen acompañados por modificaciones significativas en la densidad y en la Temperatura. Cabe destacar, que la compresibilidad es una propiedad del flujo y no del fluido, implica variaciones apreciables de la densidad en el campo del flujo.

Velocidades supersónicas: estas velocidades cambian totalmente la naturaleza del flujo.

El coeficiente de resistencia está relacionado con el número de March 𝑁𝑀, ya que la viscosidad tiene una influencia muy pequeña sobre la resistencia.

La perturbación producida en la presión forma un cono, cuyo vértice está en la parte delantera del cuerpo u ojiva en el caso de un proyectil. El cono representa el frente de la onda u onda de choque. El ángulo del cono o ángulo de March α viene dado por:

Calculando velocidades y distancias con el sonido

El número de Mach es una relación adimensional, que viene dada por el cociente de velocidad del fluido por la velocidad del sonido (llamado frecuentemente como celeridad).

Para gases, 𝑐 = √𝐾𝑔𝑅𝑇

Para valores V/c menor al valor crítico de 1.0 el flujo es subsónico; para el valor 1.0 el flujo es sónico y para valores mayores que 1.0 el flujo es supersónico.

Para flujos supersónicos, aumentos en la entropía provocan una disminución de la temperatura; mientras que los flujos subsónicos, aumentos de la entropía se manifiestan con una disminución de la temperatura. Cabe destacar que no es posible que un flujo pase de un régimen subsónico a uno supersónico, porque no se cumple lo analizado anteriormente.

Ejemplo

Aplicación

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