Considere una tubería en forma de L de diámetro constante con una entrada y una salida. Si se bombea agua a la tubería a una tasa constante, la tasa de flujo del agua en la salida debe ser igual a la de la entrada, ¿correcto? Además, también debe haber una pérdida de energía cinética del agua debido a la pérdida por fricción y la curvatura de la tubería, ¿también es correcto? Si ambas declaraciones son ciertas, entonces la única forma en que puedo pensar que el agua podría estar perdiendo energía cinética es a través de una disminución de la turbulencia, por lo que me pregunto si se puede decir que la turbulencia de un fluido que fluye a través de una tubería disminuye. sobre la distancia de la tubería. Si el flujo a través de la tubería es completamente laminar, ¿es posible que el fluido pierda energía cinética?
No, tu razonamiento es incorrecto. Hay dos formas de energía en este flujo, siendo la energía cinética de las partículas del fluido solo una de ellas. El otro es la presión. En su ejemplo, la pérdida de energía ocurre principalmente a través de la caída de presión a lo largo de la tubería. En el caso del flujo laminar, la energía (cinética) se puede perder a través de efectos viscosos (causando fricción), o la energía cinética se puede convertir en presión: Para flujo no viscoso, si la sección transversal de la tubería aumenta, la velocidad del fluido disminuirá, acompañado por un aumento correspondiente en la presión, como se describe en la ecuación de Bernoulli.
Si el flujo turbulento es estadísticamente constante, entonces debe estar inyectando energía (usando una bomba, por ejemplo) al mismo ritmo que el flujo la está perdiendo. Por lo tanto, la turbulencia no necesariamente decae a lo largo de la tubería; puede existir indefinidamente en la medida en que haya suficiente aporte de energía (a gran escala). Entonces, lo que hace la turbulencia es que transfiere la entrada de energía a gran escala a un movimiento a pequeña escala donde se disipa por efectos viscosos.
El flujo laminar también pierde energía debido a la disipación viscosa, pero nuevamente para que ocurra el flujo, debe haber una entrada de energía de una agencia externa, como una bomba, para compensar esa pérdida.
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Juan Alexiou