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ASPECTOS GENERALES DE LA TURBULENCIA
Un caso particular de penachos es el formado por el flujo que sale por una
chimenea dentro de la capa límite atmosférica, normalmente con mayor temperatura
o menor densidad que el aire ambiente que le rodea. Se puede asimilar que la zona
inicial de este tipo de flujo es comparable a una configuración de chorros
axilsimétricos con una capa de cortadura o de mezcla.
En el caso de chorro libre circular o axilsimétrico, se puede hablar de dos
longitudes caracteristicas, el espesor de la capa de cortadura y el radio del chorro. Se
entiende como chorro libre aquél que no circula entre paredes rígidas, por ejemplo
una corriente saliendo por un orificio. La condición de que el espesor de la capa
límite sea siempre muy pequeño en comparación con el diámetro del chorro es una
hipótesis esencial para que la ecuación de movimiento de la corriente con simetría
axial coincida con la del caso plano. Es decir, cuando el espesor de cantidad de
movimiento inicial, definido en la teoría de la capa limite (Sehlichting, 1972), es
pequeño comparado con la longitud característica del chorro, la inestabilidad y el
enrollamiento de la capa de cortadura es similar al de la capa plana. Sin embargo,
cuando el flujo se desarrolla, la corriente en la capa límite toma el carácter de
tridimensional como consecuencia del efecto de curvatura, y la teoría de la capa
limite plana ya no es aplicable.
Excepto para velocidades muy pequeñas, el chorro libre se hace turbulento
inmediatamente después de la salida, A consecuencia de esta turbulencia, el chorro
se mezcla parcialmente con el fluido ambiente en reposo que es arrastrado, así que
el caudal del chorro crece aguas abajo. Como la anchura del chorro también aumenta,
la velocidad decrece, conservándose constante el momento total.
Los problemas de turbulencia en chorros libres tienen siempre carácter de capa
límite, es decir, pequeña extensión en dirección transversal, pero con un fuerte
gradiente de velocidad en dicho sentido, en comparación con la extensión
longitudinal. El tratamiento teórico del flujo con turbulencia libre es esencialmente
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