La vena contracta es el punto en una corriente de fluido donde el diámetro de la corriente es mínimo y la velocidad del fluido es máxima, como en el caso de una corriente que sale de una boquilla ( orificio ). ( Evangelista Torricelli , 1643). Es un lugar donde el área de la sección transversal es mínima. La máxima contracción se produce en una sección ligeramente aguas abajo del orificio, donde el chorro es más o menos horizontal.
El efecto también se observa en el flujo de un tanque a una tubería, o una contracción repentina en el diámetro de la tubería. Las líneas de corriente convergerán aguas abajo del cambio de diámetro, y se produce una región de flujo separado desde la esquina aguda del cambio de diámetro y se extiende más allá de la vena contracta.
La formación de vena contracta se puede ver en el venturímetro . [1]
Explicación
La razón de este fenómeno es que las líneas de corriente de los fluidos no pueden cambiar de dirección abruptamente. En el caso tanto del chorro libre como del cambio repentino del diámetro de la tubería, las líneas de corriente no pueden seguir de cerca el ángulo agudo en la pared de la tubería / tanque. Las líneas de corriente convergentes siguen un camino suave, lo que resulta en el estrechamiento del chorro (o flujo de la tubería primaria).
Ecocardiografía
La medición de la vena contracta es útil en ecocardiografía , donde describe el área más pequeña del chorro de flujo sanguíneo cuando sale de una válvula cardíaca. Esto corresponde al área de orificio efectiva (EOA) calculada para válvulas cardíacas utilizando la ecuación de continuidad.
Escopetas
Vena Contracta fue un término utilizado por varios constructores de escopetas ingleses de los siglos XIX y XX. Los cañones de las escopetas deportivas se estrecharon mucho desde la recámara hasta la boca. Por lo tanto, un arma con una recámara de calibre 12 tendría una boca de calibre 20. La idea era conservar las ventajas de una escopeta de gran calibre de gran impacto y, al mismo tiempo, conservar el retroceso menor y la fácil maniobrabilidad de una escopeta de calibre pequeño. Varias firmas líderes construyeron este tipo de arma, pero resultó impopular y la mayoría fueron devueltas a los fabricantes por cañones de gran calibre. Para la mayoría de los tiradores, tal vez la idea de colocar un cartucho de calibre 12 en un cañón de calibre 20 era demasiado "explosiva". Los ejemplos de funcionamiento completo son ahora raros, aunque todavía no son muy buscados. [ cita requerida ]
Coeficiente de contracción
El coeficiente de contracción se define como la relación entre el área del chorro en la vena contracta y el área del orificio.
C c = Área en la vena contracta / Área del orificio.
El valor típico puede tomarse como 0,611 para un orificio agudo (concéntrico con el canal de flujo). [2] [3] Cuanto menor es el valor, más efecto tiene la vena contracta.
Ver también
Referencias
- ↑ Eligoprojects (30 de octubre de 2018). "¿Qué es el Venturímetro? Construcción y Trabajo" . Eligoprojects . Consultado el 17 de diciembre de 2019 .
- ^ Lienhard, JH (1 de marzo de 1984). "Coeficientes de velocidad para chorros libres de orificios afilados" (PDF) . Revista de Ingeniería de Fluidos . 106 (1): 13-17. Código bibliográfico : 1984ATJFE.106 ... 13L . doi : 10.1115 / 1.3242391 . ISSN 0098-2202 .
- ^ Katopodes, Nikolaos D. (21 de agosto de 2018). Flujo de superficie libre. Mecánica de fluidos ambiental . Kidlington, Oxford: Butterworth-Heinemann. pag. 512. ISBN 978-0-12-816251-4. OCLC 1049568159 .
- Falkovich, G. (2011). Mecánica de fluidos, un curso corto para físicos . Prensa de la Universidad de Cambridge. pag. 11 y Ejercicio 1.3. ISBN 978-1-107-00575-4.