Técnicas de Visualización de Flujo de Fluidos

Técnicas de visualización de flujo de fluidos:

Cualquier método óptico se basa en la interacción de una onda de luz con el flujo de fluido (La luz es modificada debido a esta interacción por el estado del fluido en ese momento). La información de la interacción luz-fluido puede ser obtenido de dos formas diferentes: 1. Transmisión de luz 2. Luz esparcida por partículas Métodos en los que la luz se esparce: 

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Esparcimiento de Raleigh:  es la dispersión de la luz visible o cualquier otra radiación electromagnética por partículas cuyo tamaño es mucho menor que la longitud de onda de los fotones dispersados. Ocurre cuando la luz viaja por sólidos y fluidos transparentes, pero se ve con mayor frecuencia en los gases. La dispersión de Rayleigh de la luz solar en la atmósfera es la principal razón de que el cielo se vea azul. Esparcimiento de Raman:  La dispersión Raman o el denominado efecto Raman es una dispersión inelástica de un fotón. Cuando la luz es dispersada de un átomo o molécula, la mayoría de los fotones son dispersados elásticamente (dispersión de Rayleigh). Los fotones dispersados tienen la misma energía (frecuencia) y, por lo tanto, la misma longitud de onda que los fotones incidentes. Método de luz esparcida (PIV): Esta técnica permite determinar el campo instantáneo de velocidades en un plano del fluido. Con este propósito se insertan unas partículas trazadoras en el flujo que son arrastradas por el mismo adquiriendo la velocidad del flujo.

Líneas de Corriente:

Es una línea de flujo en donde el vector velocidad de cada partícula que ocupa un punto en la línea de corriente es tangente a dicha línea de corriente. Las líneas de corriente no se pueden observar directamente de manera Experimental, excepto en los campos de flujo estacionario, en los cuales Coinciden con las líneas de trayectoria y las líneas de traza .

La línea de corriente se puede expresar matemáticamente con la siguiente ecuación:

Donde V y dr  son  son los vectores de velocidad y cambio cambio de posición, los cuales al ser paralelos su producto vectorial vectorial es cero.

Líneas de trayectoria: Las líneas de trayectoria son los patrones de flujo más fáciles de entender. Una línea de trayectoria es un concepto lagrangiano en el que sencillamente se sigue de una partícula de fluido conforme se desplaza en el campo de flujo Es el lugar geométrico de los puntos recorridos por una partícula que viaja en el campo de flujo.

Líneas de Traza: Una línea de traza se define como una línea instantánea cuyos puntos están ocupados por todas las partículas que se originan un punto específico del campo de flujo.