El Número de Strouhal en Mecánica de Fluidos Una Guía Comprensiva


Salida: Presionar calcular

Comprendiendo-el-Número-de-Strouhal-en-Mecánica-de-Fluidos

El-número-de-Strouhal-(St)-es-un-número-adimensional-que-describe-mecanismos-de-flujo-oscilatorios.-Nombrado-en-honor-a-Vincenc-Strouhal,-el-número-de-Strouhal-es-esencial-en-el-estudio-de-la-dinámica-de-fluidos,-particularmente-en-fenómenos-como-el-desprendimiento-de-vórtices,-intercambiadores-de-calor-y-diseño-de-palas-de-turbinas.-El-número-de-Strouhal-se-da-por-la-fórmula:

St-=-fL-/-V

Aquí,-f-es-la-frecuencia-característica-de-las-oscilaciones,-L-es-una-longitud-característica-(como-el-diámetro-de-un-cilindro),-y-V-es-la-velocidad-del-flujo.-El-número-de-Strouhal-resultante-no-tiene-unidades-y-proporciona-información-sobre-la-naturaleza-del-flujo-y-sus-características-oscilatorias.

Desglosando-la-Fórmula

Cálculos-de-Ejemplo

Considera-un-cilindro-de-diámetro-L-=-0.05-metros-en-un-flujo-de-fluido-con-V-=-2-m/s,-y-la-frecuencia-de-desprendimiento-de-vórtices,-f-=-10-Hz:

El-número-de-Strouhal-se-calcula-como:

St-=-(10-*-0.05)-/-2-=-0.25

Un-número-de-Strouhal-de-0.25-indica-una-dinámica-de-flujo-oscilatorio,-común-en-estructuras-cilíndricas-sometidas-a-flujo-de-fluido.

Aplicaciones-en-la-Vida-Real

El-número-de-Strouhal-es-particularmente-útil-en-ingeniería-y-ciencias-ambientales.-Por-ejemplo,-los-rotores-de-helicópteros,-alas-de-aviones-y-los-ingenieros-de-puentes-deben-considerar-los-números-de-Strouhal-para-evitar-efectos-de-resonancia-que-podrían-llevar-al-fallo-estructural.-De-igual-forma,-los-animales-acuáticos-como-los-peces-y-delfines-han-evolucionado-para-mantener-números-de-Strouhal-óptimos-para-una-propulsión-eficiente.

Preguntas-Frecuentes

Q:-¿Cuál-es-el-rango-típico-de-los-números-de-Strouhal?

A:-Para-el-desprendimiento-de-vórtices-alrededor-de-un-cilindro-circular,-el-número-de-Strouhal-típicamente-varía-entre-0.2-y-0.3.

Q:-¿Cómo-afecta-el-número-de-Strouhal-al-diseño-de-mi-ingeniería?

A:-En-el-diseño-de-estructuras-expuestas-a-flujo-de-fluido,-mantener-un-número-de-Strouhal-consistente-ayuda-a-predecir-fuerzas-oscilatorias,-ayudando-a-prevenir-la-resonancia-y-el-fallo-estructural.

Conclusión

El-número-de-Strouhal-es-un-aspecto-fundamental-de-la-mecánica-de-fluidos-que-impacta-significativamente-el diseño y análisis de varios sistemas de ingeniería expuestos a flujo de fluido. Comprender su uso e implicaciones puede ayudar a crear diseños más eficientes y seguros.

Tags: Dinámica de fluidos, Ingeniería, Pérdida de vórtice