Velocidad de un fluido viscoso a través de un tubo.

Cuando un líquido viscoso fluye a través de un tubo en un flujo laminar, ¿por qué su velocidad es máxima en el centro?

Entiendo el concepto de viscosidad de corte y por qué el líquido en contacto con la placa en movimiento tiene la velocidad más alta. Eso es debido a la viscosidad misma. Pero no puedo entender cómo explica el flujo de líquido en un tubo o si lo explica en absoluto.

Respuestas (1)

Cuando un líquido viscoso fluye a través de un tubo en un flujo laminar, ¿por qué su velocidad es máxima en el centro?

¿Porque la condición límite es que es cero en las paredes? ¿Eso responde a tu confusión? No debería parecer sorprendente que el punto más alejado de las paredes (el centro) tenga la velocidad más alta, considerando que el fluido exactamente en la pared tiene una velocidad exactamente cero.

Creo que es la ecuación de Hagen-Poiseuille la que maneja los detalles. Con flujo laminar, estamos hablando de ecuaciones que son 100% resolubles algebraicamente. Esa solución es:

v = − 1 4 η Δ PAG Δ X ( R 2 − r 2 )

Esta ecuación utiliza r por la distancia al centro. Cuando eso es cero, estás en la línea central y la expresión anterior tiene el valor más alto. Puede buscar los pasos exactos para obtener esta expresión a partir de la ecuación del momento del fluido en sí, que es más o menos una declaración de la definición de viscosidad.

entender la ecuación de Poiseuille es un poco difícil para mí, ¡pero gracias! Tengo una idea general.
@soumyadeep Bueno, no deberías intentar entenderlo todo. Si puede comprender las direcciones de las cantidades vectoriales, debería ser lo suficientemente claro. La velocidad del fluido es diferente en todas partes, pero siempre en la misma dirección, que es directamente hacia abajo de la tubería. Luego, la fricción viscosa sigue como la derivada de la velocidad, y así sucesivamente.
Velocidad de un fluido viscoso a través de un tubo.
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