Flujo de fluido alrededor de la tubería, sobre el extremo de la tubería

Dado que el tubo interior tiene un extremo cerrado, no puede haber ninguna velocidad de flujo promedio a través de él, lo que significa que tampoco puede haber ningún gradiente de presión a lo largo de su longitud. Entonces, en un flujo constante, esperaría que haya cero flujo en la tubería y su presión debería igualarse con la presión estática del flujo exterior en su extremo abierto. Entonces, no esperaría que el flujo en este caso fuera particularmente interesante.

Es posible que obtenga algunos efectos resonantes inestables (vibración) en el tubo interno, debido a la turbulencia en el flujo externo, pero eso se está volviendo un poco más sutil/complicado y sería difícil de determinar sin hacer una prueba de laboratorio o una simulación CFD. .

La construcción y el flujo de fluidos es similar a un tubo de Pitot , al revés. Identifiquemos los puntos de derecha a izquierda como$1$,$2$y$3$correspondiente a los extremos cerrado y abierto del tubo naranja y el extremo izquierdo del extremo abierto del tubo naranja, respectivamente. Suponemos que la estructura que envuelve el tubo naranja tiene un área de sección transversal idéntica hacia la izquierda a partir del punto$2$.

Ahora analizamos el flujo dentro y fuera del tubo naranja cuando el fluido sopla inicialmente desde el punto$1$apuntar$3$. De hecho, la ecuación de Bernoulli es una ecuación de estado estacionario y no debe aplicarse al flujo variable en el tiempo que estamos analizando, aplicaremos esta aproximación. Usando la ecuación de Bernoulli$p_3 + \frac{1}{2}\rho v_3^2 = p_2 + \frac{1}{2}\rho v_2^2$para el flujo dentro de la estructura (fuera de la tubería naranja) mientras observa que$v_3 < v_2$debido a la conservación de la masa, tenemos que$p_2 < p_3$. Además, para el flujo dentro de la tubería naranja$v_1 = 0$de modo que$p_2 + \frac{1}{2}\rho v_2^2 = p_1$. Por lo tanto,$p_2 < p_1$. Esto significa que inicialmente, el aire fluiría hacia la izquierda dentro del tubo naranja desde el punto$1$apuntar$2$. Posteriormente, la presión dentro de la columna naranja se igualará$p_1 = p_2$terminando cualquier motivación para que ocurra el flujo.