¿Qué es el arrastre parasitario?
El término arrastre parásito se usa principalmente en aerodinámica, ya que para levantar alas es en general pequeño en comparación con el levantamiento. El arrastre parasitario es una combinación de arrastre de forma , arrastre de fricción de la piel y arrastre de interferencia.
Skin Friction – Friction Drag
Como se escribió, un fluido en movimiento ejerce fuerzas de corte tangenciales en la superficie debido a la condición antideslizante causada por los efectos viscosos. Este tipo de fuerza de arrastre depende especialmente de la geometría, la rugosidad de la superficie sólida (solo en flujo turbulento ) y del tipo de flujo de fluido . El arrastre de fricción es proporcional al área de superficie. Por lo tanto, los cuerpos con un área de superficie más grande experimentarán un arrastre de fricción mayor. Es por eso que los aviones comerciales reducen su superficie total para ahorrar combustible. El arrastre de fricción es una función importante de la viscosidad, y un fluido “idealizado” con viscosidad cero produciría un arrastre de fricción cero, ya que el esfuerzo cortante de la pared sería cero.
La fricción de la piel es causada por un arrastre viscoso en la capa límite alrededor del objeto. Las características básicas de todas las capas límite laminares y turbulentas se muestran en el flujo de revelado sobre una placa plana. Las etapas de la formación de la capa límite se muestran en la siguiente figura:
Hay dos formas de disminuir el arrastre por fricción :
- el primero es dar forma al cuerpo móvil para que sea posible el flujo laminar
- El segundo método es aumentar la longitud y disminuir la sección transversal del objeto en movimiento tanto como sea posible.
El coeficiente de fricción de la piel , C D, fricción , se define por
Cabe señalar que el coeficiente de fricción de la piel es igual al factor de fricción de Fanning . El factor de fricción de Fanning, llamado así por John Thomas Fanning, es un número adimensional, que es un cuarto del factor de fricción de Darcy . Como se puede ver, existe una conexión entre las fuerzas de fricción de la piel y las pérdidas de carga por fricción .
Ver también: factor de fricción Darcy
Para el flujo laminar en una tubería, el factor de fricción de Fanning (coeficiente de fricción de la piel) es una consecuencia de la ley de Poiseuille que se da mediante las siguientes ecuaciones:
En flujos turbulentos , sin embargo, las cosas son más difíciles, como el factor de fricción depende en gran medida de la rugosidad de la tubería . El factor de fricción para el flujo de fluido se puede determinar utilizando un gráfico Moody . Por ejemplo:
El componente de fricción de la fuerza de arrastre viene dado por:
Arrastre de formularios – Arrastre de presión
El arrastre de forma conocido también como arrastre de presión surge debido a la forma y el tamaño del objeto. El arrastre de presión es proporcional a la diferencia entre las presiones que actúan en la parte frontal y posterior del cuerpo sumergido, y el área frontal. Este tipo de fuerza de arrastre también es una consecuencia interesante del efecto de Bernoulli . Según el principio de Bernoulli, el aire en movimiento más rápido ejerce menos presión . Esto hace que pueda haber una diferencia de presión entre las superficies del objeto. El tamaño general y la forma del cuerpo son los factores más importantes en el arrastre de forma. En general, los cuerpos con una sección transversal geométrica presentada más grande tendrán una resistencia mayor que los cuerpos más delgados.
Como se puede ver en la figura, la fuerza de arrastre surge de la diferencia entre las presiones que actúan en la parte delantera y trasera del cuerpo sumergido. Para esta fuerza se puede calcular (para este caso) simplemente usando la definición de presión como:
Dado que la pérdida de carga es aproximadamente proporcional al cuadrado del caudal en la mayoría de los flujos de ingeniería, el coeficiente de arrastre total se puede determinar simplemente agregando los coeficientes de fricción y arrastre de presión:
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