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FLUJO CON EFECTOS DE FLOTABILIDAD
evolución de ambos chorros está condicionada tanto por los efectos inerciales debidos
a la cantidad de movimiento a la salida del flujo primario, como a los efectos de
flotabilidad debidos a la relación de densidades entre ambos chorros. Este doble
efecto se puede apreciar claramente si se estiman las frecuencias asociadas a los
tiempos teóricos de paso de un volumen elemental de fluido una distancia de un
diámetro en el sentido de la corriente bajo los efectos de inercia y flotabilidad,
tiempos t y t 2 , ecuaciones (5.24) y (5.25), y se comparan con las frecuencias reales
de la configuración calculadas mediante los espectros de energía cinética en el plano
de salida del flujo primario. Puesto que se han mantenido iguales en todos los
experimentos de flotabilidad tanto la forma de la tobera de salida del chorro interior,
como la velocidad inicial, la escala temporal teórica, t, , es siempre la misma en los
seis ensayos. El valor que se obtiene, con una velocidad inicial de 0.6 mIs y el
diámetro de la tobera de 24.4 mm, es de 0.0407 s, lo que proporciona una frecuencia
teórica asociada de 24.6 Hz aproximadamente. Si se compara este resultado con el
obtenido para la frecuencia dominante en el caso de flujo homogéneo, en el entorno
de los 13 Hz, podemos llegar a la conclusión de que los torbellinos que se crean en
el caso de flujo cuyo desarrollo está determinado sólo por los efectos de inercia
tienen una frecuencia natural mitad de la teórica calculada,
A continuación se han calculado los valores de t2 para los seis casos de
flotabilidad estudiados en la altura ¿ID = 0.12, ya que en cuanto nos desplazamos en
el sentido de la corriente, los chorros empiezan a mezcíarse y no tiene sentido hablar
de densidades constantes, a la hora de evaluar t2. En la figura (5.39) se hace una
comparación entre los valores teóricos calculados para la frecuencia de paso, que
viene dada por el inverso de t2 , y las frecuencias reales encontradas como picos en
los espectros. Se observa que aunque la tendencia de aumento del valor de la
frecuencia cuando el número de Richardson es mayor, en ambos casos es similar, en
el caso de número de Richardson mayor, el valor real de frecuencia es menor que el
teórico calculado, y además este valor es prácticamente igual al encontrado en
función de ‘u1 . Es decir se comprueba una vez más, que la configuración en estudio
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