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La vena contracta es el punto en un chorro de fluido donde el diámetro del chorro es mínimo y la velocidad del fluido es máxima, como en el caso de un chorro 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.
Este efecto también se observa en el flujo desde un tanque hacia una tubería, o en una contracción repentina del diámetro de la tubería. Las líneas de corriente convergen justo aguas abajo del cambio de diámetro, y se produce una región de flujo separado en la esquina pronunciada del cambio de diámetro, que se extiende más allá de la vena contracta.
La formación de la vena contracta se puede observar en el venturímetro . [ 1 ]
Explicación
La razón de este fenómeno es que las líneas de corriente del fluido no pueden cambiar de dirección bruscamente. Tanto en el caso del chorro libre como del cambio repentino del diámetro de la tubería, las líneas de corriente no pueden seguir con precisión el ángulo agudo de la pared de la tubería o del tanque. Las líneas de corriente convergentes siguen una trayectoria suave, lo que provoca el estrechamiento del chorro (o del flujo principal de la tubería).
Ecocardiografía
La medición de la vena contracta es útil en ecocardiografía , ya que describe el área más pequeña del chorro de flujo sanguíneo al salir de una válvula cardíaca. Esto corresponde al área del orificio efectivo (AOE) calculada para las válvulas cardíacas mediante la ecuación de continuidad.
Escopetas
Vena Contracta fue un término utilizado por varios fabricantes de escopetas ingleses de los siglos XIX y XX. Los cañones de las escopetas deportivas se estrechaban notablemente desde la recámara hasta la boca. Así, una escopeta con una recámara de calibre 12 tendría una boca de calibre 20. La idea era conservar las ventajas de una escopeta de gran calibre y gran potencia, manteniendo al mismo tiempo el menor retroceso y la fácil maniobrabilidad de una de calibre pequeño. Varias empresas importantes fabricaron este tipo de escopeta, pero resultó impopular y la mayoría fueron devueltas a los fabricantes para que les instalaran cañones de mayor calibre. Para la mayoría de los tiradores, quizás la idea de colocar un cartucho de calibre 12 en un cañón de calibre 20 era demasiado "explosiva". Los ejemplares completos y funcionales son ahora raros, aunque siguen sin ser muy codiciados.
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 sea el valor, mayor será el efecto de la vena contracta.
Véase también
Referencias
- ↑ Eligoprojects (30-10-2018). "¿Qué es un venturímetro ? Construcción y funcionamiento" . Eligoprojects . Archivado del original el 24-06-2022 . Consultado el 17-12-2019 .
- ↑ Lienhard, JH (1984-03-01). "Coeficientes de velocidad para chorros libres desde orificios de bordes afilados" (PDF) . Journal of Fluids Engineering . 106 (1): 13– 17. Bibcode : 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 ambientales . Kidlington, Oxford: Butterworth-Heinemann. pág. 512. ISBN 978-0-12-816251-4OCLC 1049568159 .
- Falkovich, G. (2011). Mecánica de fluidos: un curso breve para físicos . Cambridge University Press. pág. 11 y ejercicio 1.3. ISBN 978-1-107-00575-4.
- mecánica de fluidos