ecuaciones de cantidad de movimiento

18
UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR DIVISION DE CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICAS DEPARTAMENTO DE TERMODINAMICA Y FENOMENOS DE TRANSFERENCIA TF 1221 FENÓMENOS DE TRANSPORTE I GUIA DE ECUACIONES DE CONTINUIDAD Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO Profesores María Eugenia Aguilera, Dosinda González- Mendizabal, Luis Matamoros y César Oronel Sartenejas, agosto 2005 (última revisión)

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Fenomenos de transporte

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Page 1: Ecuaciones de Cantidad de Movimiento

UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR

DIVISION DE CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICAS DEPARTAMENTO DE TERMODINAMICA Y

FENOMENOS DE TRANSFERENCIA

TF 1221 FENÓMENOS DE TRANSPORTE I

GUIA DE

ECUACIONES DE CONTINUIDAD Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO

Profesores María Eugenia Aguilera, Dosinda González-Mendizabal, Luis Matamoros y César Oronel

Sartenejas, agosto 2005 (última revisión)

Page 2: Ecuaciones de Cantidad de Movimiento

Ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento.

2

INTRODUCCIÓN

En el programa de la materia Fenómenos de Transporte I está

contemplado el uso de las ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento.

Con el objetivo de hacer llegar al estudiante todas estas ecuaciones para los

sistemas de coordenadas cartesianas, cilíndricas y esféricas se preparó este

texto, el cual facilita considerablemente la utilización de las mismas.

Primero, se presenta la ecuación de continuidad para los distintos

sistemas de coordenadas, ya mencionados. Después se muestran las

ecuaciones de cantidad de movimiento de Cauchy y de Navier-Stokes para cada

coordenada, agrupadas según el sistema (cartesiano, cilíndrico o esférico).

Page 3: Ecuaciones de Cantidad de Movimiento

Ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento.

3

OBJETIVOS Terminal Proporcionar al estudiante los conceptos básicos de

Mecánica de Fluidos y su aplicación a problemas de

interés práctico. Específicos • Desarrollar las ecuaciones de continuidad y cantidad de

movimiento, mediante la aplicación de la ley de la

conservación de la materia a un pequeño elemento de

volumen situado en el seno del fluido en movimiento • Proporcionar a los estudiantes las ecuaciones de

continuidad y cantidad de movimiento en los diferentes

sistemas coordenados, con la finalidad de hacer más

sencillo su manejo.

Page 4: Ecuaciones de Cantidad de Movimiento

Ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento.

4

ÍNDICE Página

Introducción 2

Objetivos 3

Índice 4

Tema 1 LA ECUACIÓN DE CONTINUIDAD 5

La ecuación de continuidad en distintos sistemas coordenados 7

Tema 2 LA ECUACIÓN DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO 8

Las ecuaciones de movimiento de Cauchy y de Navier-Stokes en

coordenadas rectangulares

11

Las ecuaciones de movimiento de Cauchy y de Navier-Stokes en

coordenadas cilíndricas

12

Las ecuaciones de movimiento de Cauchy y de Navier-Stokes en

coordenadas esféricas

13

Componentes del tensor esfuerzo en coordenadas rectangulares 15

Componentes del tensor esfuerzo en coordenadas cilíndricas 16

Componentes del tensor esfuerzo en coordenadas esféricas 17

Bibliografía 18

Page 5: Ecuaciones de Cantidad de Movimiento

Ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento.

5

LA ECUACIÓN DE CONTINUIDAD

La ecuación de continuidad se obtiene aplicando un balance de materia a

un elemento diferencial de volumen (∆V), a través de la cual está circulando el

fluido.

Figura 1. Región de volumen ∆x, ∆y, ∆z fija en el espacio, a través de la cual

esta circulando el fluido

Aplicando el balance de materia:

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−⎥

⎤⎢⎣

⎡=⎥

⎤⎢⎣

⎡materia de

salida de velocidadmateria de

entrada de velocidadmateriade

nacumulaciódevelocidad (1)

Considerando el par de caras perpendiculares al eje x y el área de flujo en

x como ∆y∆z, se obtiene que la velocidad de entrada de materia a través de la

cara x es (ρvx)]x∆y∆z y la velocidad de salida de materia a través de la cara x +

∆x es (ρvx)]x+∆x∆y∆z. Por los otros dos pares de caras pueden obtenerse

expresiones análogas y la velocidad de acumulación de materia en el elemento

diferencial de volumen es ( )( )zyxt ∆∆∆∂∂ρ . Por lo tanto el balance de materia

queda:

( ) ( )[ ] ( ) ( ) ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ −∆∆+−∆∆=

∂∂

∆∆∆∆+∆+ yyyyyxxxxx vvzxvvzy

tzyx ρρρρρ

( ) ( )[ ]zzzzz vvyx∆+

−∆∆+ ρρ (2)

x

z

∆x

∆zy

∆y

(ρ.vx )]x (ρ.vx )]x+∆x

Page 6: Ecuaciones de Cantidad de Movimiento

Ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento.

6

Dividiendo toda la ecuación por ∆x∆y∆z, y tomando el límite cuando ∆x,

∆y, ∆z tiende a cero, se tiene

( ) ( ) ( )⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

+∂∂

+∂∂

−=∂∂

zyx vz

vy

vxt

ρρρρ (3)

Ésta es la ecuación de continuidad y puede escribirse en una forma más

conveniente utilizando notación generalizada:

( )vt

ρρ•∇−=

∂∂ (4)

El término ( )vρ•∇ se denomina divergencia de ρv, en donde la

divergencia (∇) y la velocidad (v) son vectores.

En el siguiente capitulo se presentan la ecuación de continuidad en todos

los sistemas coordenados

Page 7: Ecuaciones de Cantidad de Movimiento

Ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento.

7

LA ECUACION DE CONTINUIDAD EN DISTINTOS SISTEMAS COORDENADOS

Coordenadas rectangulares (x,y,z):

( ) ( ) ( ) 0vz

vy

vxt zyx =ρ

∂∂

+ρ∂∂

+ρ∂∂

+∂ρ∂

Coordenadas cilíndricas (r, θ, z):

( ) ( ) ( ) 0vz

vr1rv

rr1

t zr =ρ∂∂

+ρθ∂∂

+ρ∂∂

+∂ρ∂

θ

Coordenadas esféricas (r, θ, φ):

( ) ( ) ( ) 0vsenr

1senvsenr

1vrrr

1t r

22

=ρφ∂∂

θ+θρ

θ∂∂

θ+ρ

∂∂

+∂ρ∂

φθ

Page 8: Ecuaciones de Cantidad de Movimiento

Ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento.

8

LA ECUACIÓN DE MOVIMIENTO Para un elemento diferencial de volumen ∆x∆y∆z, se puede escribir el

siguiente balance de cantidad de movimiento.

Figura 2. Región de volumen ∆x, ∆y, ∆z fija en el espacio, en el que señala la dirección de transporte del componente x de la cantidad de movimiento a través

de la superficie

Aplicando el balance de cantidad de movimiento:

⎥⎥⎥

⎢⎢⎢

⎡+

⎥⎥⎥

⎢⎢⎢

⎡−

⎥⎥⎥

⎢⎢⎢

⎡=

⎥⎥⎥⎥

⎢⎢⎢⎢

sistema el sobreactuan que fuerzaslas de suma

movimiento de cantidadde

salida de velocidad

movimiento de cantidadde

entrada de velocidad

movimiento de cantidaddenacumulació

develocidad

Trabajando en la dirección x, la cantidad de movimiento que entra y sale

del elemento de volumen indicado en la figura 2, se produce por dos

mecanismos: convección y transporte molecular.

La velocidad con que entra por convección el componente x de la

cantidad de movimiento por la cara situada en x es (ρvx vx)]x∆y∆z y la velocidad

de salida por x+ ∆x es (ρvx vx)]x+∆x∆y∆z. Para las demás caras se pueden escribir

x

z

y

(τxx)]x (τxx)]x+∆x

(τzx)]z+∆z

(τyx)]y+∆y

(τyx)]y

(τzx)]z

Page 9: Ecuaciones de Cantidad de Movimiento

Ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento.

9

expresiones similares. El flujo convectivo neto, de la cantidad de movimiento en

el elemento de volumen es:

( ) ( )[ ] ( ) ( )( ) ( )[ ]zzzzzzz

yyyyyyyxxxxxxx

vvvvyx

vvvvzxvvvvzy

∆+

∆+∆+

−∆∆+

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ −∆∆+−∆∆

ρρ

ρρρρ (5)

De igual forma, la velocidad con que el componente x de la cantidad de

movimiento entra por transporte molecular por la cara situada en x es τxx]x∆y∆z,

y con la que sale por x+ ∆x es τxx]x+∆x∆y∆z; para las demás caras se pueden

escribir expresiones similares. Hay que tomar en cuenta que τij es la densidad de

flujo de cantidad de movimiento j a través de una cara perpendicular al eje i.

Sumando estas seis contribuciones, se obtiene:

[ ] [ ]zzzxzzxyyyxyyxxxxxxxx yxzxzy∆+∆+∆+

−∆∆+⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ −∆∆+−∆∆ ττττττ (6)

Estas densidades de flujo de cantidad de movimiento pueden

considerarse como esfuerzos. Por lo tanto, τxx es el esfuerzo normal que actúa

sobre la cara ∆y∆z, τyx es el esfuerzo tangencial que actúa sobre la cara ∆x∆z en

la dirección x, τzx es el esfuerzo tangencial que actúa sobre la cara ∆x∆y en la

dirección x y que resultan de las fuerzas viscosas.

En la mayor parte de los casos, las únicas fuerzas importantes serán las

provenientes de la presión del fluido y la fuerza de gravedad. La resultante de

estas fuerzas en la dirección x será:

[ ] zyxgPPzy xxxx ∆∆∆+−∆∆∆+

ρ (7)

Finalmente, la velocidad de acumulación de cantidad de movimiento en el

elemento diferencial de volumen es ( )( )zyxtvx ∆∆∆∂∂ρ . Dividiendo toda la

ecuación por ∆x∆y∆z, y tomando el limite cuando ∆x, ∆y, ∆z tiende a cero, se

tiene

xzxyxxxx

zx

yx

xx g

zyxxP

zv

vyv

vxv

vt

τττρ +⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

∂∂

+∂

∂+

∂∂

−∂∂

−=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

+∂∂

+∂∂

+∂∂

(8)

Los componentes y y z, se pueden obtener de forma análoga. Ésta

ecuación se puede escribir en notación vectorial:

Page 10: Ecuaciones de Cantidad de Movimiento

Ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento.

10

( ) ( ) ( ) ( ) gPvvvt

ρτρρ +•∇−•∇−•∇−=∂∂ (9)

donde:

( )vtρ

∂∂ es la velocidad de acumulación de cantidad de movimiento

( )vvρ•∇ es la velocidad de ganancia de cantidad de movimiento por

convección

( )P•∇ es la fuerza de presión que actúa sobre el elemento

( )τ•∇ es la velocidad de ganancia de cantidad de movimiento por

transporte viscoso

gρ es la fuerza de gravedad que actúa sobre el elemento

En el siguiente capítulo se presentan la ecuación de cantidad de

movimiento en todos los sistemas coordenados

Page 11: Ecuaciones de Cantidad de Movimiento

Ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento.

11

LA ECUACION DE MOVIMIENTO EN COORDENADAS RECTANGULARES (x, y, z):

En función de τ:

Componente x:

xzxyxxxx

zx

yx

xx g

zyxxP

zv

vy

vv

xv

vt

vρ+⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

∂τ∂

+∂

τ∂+

∂τ∂

−∂∂

−=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

+∂∂

+∂∂

+∂∂

ρ

Componente y:

yzyyyxyy

zy

yy

xy g

zyxyP

zv

vy

vv

xv

vt

vρ+⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

τ∂+

τ∂+

τ∂−

∂∂

−=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

∂+

∂+

∂+

∂ρ

Componente z:

zzzyzxzz

zz

yz

xz g

zyxzP

zv

vy

vv

xv

vt

vρ+⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

∂τ∂

+∂

τ∂+

∂τ∂

−∂∂

−=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

+∂∂

+∂∂

+∂∂

ρ

En función de los gradientes de velocidad para un fluido newtoniano de ρ y µ

constantes:

Componente x:

x2x

2

2x

2

2x

2x

zx

yx

xx g

zv

yv

xv

xp

zv

vy

vv

xv

vt

vρ+⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

∂+

∂+

∂µ+

∂∂

−=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

+∂∂

+∂∂

+∂∂

ρ

Componente y:

y2y

2

2y

2

2y

2y

zy

yy

xy g

z

v

y

v

x

vyp

zv

vy

vv

xv

vt

vρ+

⎟⎟

⎜⎜

∂+

∂+

∂µ+

∂∂

−=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

∂+

∂+

∂+

∂ρ

Componente z:

z2z

2

2z

2

2z

2z

zz

yz

xz g

zv

yv

xv

zP

zv

vy

vv

xv

vt

vρ+⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

∂+

∂+

∂µ+

∂∂

−=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

+∂∂

+∂∂

+∂∂

ρ

Page 12: Ecuaciones de Cantidad de Movimiento

Ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento.

12

LA ECUACION DE MOVIMIENTO EN COORDENADAS

CILINDRICAS (r, θ, z):

En función de τ:

Componente r:

rrzr

rrr

z

2rr

rr g

zrr1)r(

rr1

rP

zv

vr

vvr

vr

vv

tv

ρ+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂τ∂

−θ∂τ∂

+τ∂∂

−∂∂

−=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

∂∂

+−θ∂

∂+

∂∂

+∂∂

ρ θθθθθ

Componente θ:

θθθθ

θθθθθθθ ρ+⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛∂τ∂

+θ∂τ∂

+τ∂∂

−θ∂

∂−=⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

++θ∂

∂+

∂∂

+∂∂

ρ gzr

1)r(rr

1Pr1v

zv

vrvvv

rv

rv

Vt

v zr

22z

rr

Componente z:

zzzz

rzz

zzz

rz g

zr1)r(

rr1

zP

zv

vv

rv

rv

vt

vρ+⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛∂τ∂

+θ∂τ∂

+τ∂∂

−∂∂

−=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

+θ∂

∂+

∂∂

+∂∂

ρ θθ

En función de los gradientes de velocidad para un fluido newtoniano de ρ y µ

constantes:

Componente r:

( ) r2r

2

22r

2

2r

rz

2rr

rr

gzvv

r2v

r1rv

rr1

r

rP

zv

vr

vvr

vr

vv

tv

ρθθ

µ

θρ

θ

θθ

+⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

∂+

∂∂

−∂

∂+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

∂∂

∂∂

+

∂∂

−=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

∂∂

+−∂∂

+∂∂

+∂∂

Componente θ:

( ) θθθ

θ

θθθθθθ

ρθθ

µ

θθρ

gzvv

r2v

r1rv

rr1

r

Pr1

zv

vrvvv

rv

rv

vt

v

2

2r

22

2

2

zr

r

+⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

∂+

∂∂

+∂

∂+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

∂∂

∂∂

+

∂∂

−=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

++∂∂

+∂∂

+∂∂

Componente z:

z2z

2

2z

2

2zz

zzz

rz g

zvv

r1

rv

rrr

1zP

zv

vv

rv

rv

vt

vρ+

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

∂+

θ∂

∂+⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

∂∂

µ+∂∂

−=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

+θ∂

∂+

∂∂

+∂∂

ρ θ

Page 13: Ecuaciones de Cantidad de Movimiento

Ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento.

13

LA ECUACIÓN DE MOVIMIENTO EN

COORDENADAS ESFÉRICA (r, θ, Φ) En función de los esfuerzos (τ):

Componente r:

⎟⎟

⎜⎜

⎛ +−

φ∂∂

θ+

θ∂∂

+∂∂

+∂∂

ρ φθφθ

rvvv

senrvv

rv

rv

vt

v 22rrr

rr

( ) ( ) rr

rrr2

2g

rsenr1Sen

senr1r

rr1

rP

ρ+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ τ+τ−

φ∂

τ∂

θ+θτ

θ∂∂

θ+τ

∂∂

−∂∂

−= φφθθφθ

Componente θ:

⎟⎟

⎜⎜

⎛ θ⋅−+

φ∂∂

θ+

θ∂∂

+∂∂

+∂∂

ρ φθθφθθθθ

rcotv

rvvv

senrvv

rv

rv

vt

v 2r

r

( ) ( ) θφφθθφ

θθθ ρ+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛τ

θ−

τ+

φ∂

τ∂

θ+θτ

θ∂∂

θ+τ

∂∂

⋅−θ∂

∂−= g

rcot

rsenr1sen

senr1r

rr1P

r1 r

r2

2

Componente φ:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ θ++

φ∂

θ+

θ∂

∂+

∂+

∂ρ θφφφφφθφφ

rcotvv

rvvv

senrvv

rv

rv

vt

v rr

( ) φθφφφφθφ

φ ρ+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛τ

θ+

τ+

φ∂

τ∂

θ+

θ∂

τ∂+τ

∂∂

−φ∂

∂θ

−= gr

cot2rsenr

1r1r

rr1P

senr1 r

r2

2

En función de los gradientes de velocidades para un fluido newtoniano de ρ y µ

constantes:

Componente r

⎟⎟

⎜⎜

⎛ +−

φ∂∂

θ+

θ∂∂

+∂∂

+∂∂

ρ φθφθ

rvvv

senrvv

rv

rv

vt

v 22rrr

rr

r222r2r2 g

v

senr2cotv

r2v

r2v

r2v

rP

ρ+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

φ∂

θ−θ−

θ∂∂

−−∇µ+∂∂

−= φθ

θ

Page 14: Ecuaciones de Cantidad de Movimiento

Ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento.

14

Componente θ

⎟⎟

⎜⎜

⎛ θ−+

φ∂∂

θ+

θ∂∂

+∂∂

+∂∂

ρ φθθφθθθθ

rcotv

rvvv

senrvv

rv

rv

vt

v 2r

r

θφθ

θ ρ+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

φ∂

θ

θ−

θ−

θ∂∂

+∇µ+θ∂

∂−= g

v

senrcos2

senrvv

r2vP

r1

2222r

22

Componente φ

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ θ−+

φ∂

θ+

θ∂

∂+

∂+

∂ρ θφφφφφθφφ

rcotvv

rvvv

senrvv

rv

rv

vt

v rr

φθθ

φ ρ+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛φ∂

θ

θ+

φ∂∂

θ+

θ−∇µ+

φ∂∂

θ−= g

vsenrcos2v

senr2

senrv

vPsenr

122

r222

2

donde

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

φ∂∂

θ∂∂

⋅θ

+⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

θ∂∂

θθ∂∂

θ+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

∂∂

∂∂

=∇2

2

2222

22 a

senr1asen

senr1

rar

rr1a

Page 15: Ecuaciones de Cantidad de Movimiento

Ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento.

15

COMPONENTES DEL TENSOR ESFUERZO EN COORDENADAS RECTANGULARES (X, Y, Z)

( )⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡•∇−

∂∂

µ−=τ v32

xv

2 xxx

( )⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡•∇−

∂µ−=τ v

32

yv

2 yyy

( )⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡•∇−

∂∂

µ−=τ v32

zv

2 zzz

⎥⎦

⎤⎢⎣

∂+

∂∂

µ−=τ=τx

vy

v yxyxxy

⎥⎦

⎤⎢⎣

∂+

∂∂

µ−=τ=τz

vy

v yzyzzy

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡∂∂

+∂∂

µ−=τ=τx

vz

v zxxzzx

donde

( )z

vy

vx

vv zyx

∂∂

+∂

∂+

∂∂

=•∇

Page 16: Ecuaciones de Cantidad de Movimiento

Ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento.

16

COMPONENTES DEL TENSOR ESFUERZO EN

COORDENADAS CILÍNDRICAS (R, θ, Z)

( )⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡•∇−

∂∂

µ−=τ v32

rv

2 rrr

( )⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡•∇−⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛+

θ∂∂

µ−=τ θθθ v

32

rvv

r12 r

( )⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡•∇−

∂∂

µ−=τ v32

zv

2 zzz

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡θ∂

∂+⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

µ−=τ=τ θθθ

rrr

vr1

rv

rr

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡θ∂

∂+

∂∂

µ−=τ=τ θθθ

zzz

vr1

zv

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡∂∂

+∂∂

µ−=τ=τr

vzv zr

rzzr

donde

( ) ( )z

vvr1rv

rr1v z

r ∂∂

+θ∂

∂+

∂∂

=•∇ θ

Page 17: Ecuaciones de Cantidad de Movimiento

Ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento.

17

COMPONENTES DEL TENSOR ESFUERZO EN

COORDENADAS ESFÉRICAS (R, θ, φ)

( )⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡•∇−

∂∂

µ−=τ v32

rv

2 rrr

( )⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡•∇−⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛+

θ∂∂

µ−=τ θθθ v

32

rvv

r12 r

( )⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡•∇−⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛ θ++

φ∂

θµ−=τ θφ

φφ v32

rcotv

rvv

senr12 r

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡θ∂

∂+⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

µ−=τ=τ θθθ

rrr

vr1

rv

rr

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

φ∂∂

θ+⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

θθ∂∂θ

µ−=τ=τ θφθφφθ

vsenr

1sen

vr

sen

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

∂∂

+φ∂

∂θ

µ−=τ=τ φφφ r

vr

rv

senr1 r

rr

donde

( ) ( ) ( )φ∂

θ+θ

θ∂∂

θ+

∂∂

=•∇ φθ

vsenr

1senvsenr

1vrrr

1v r2

2

Page 18: Ecuaciones de Cantidad de Movimiento

Ecuaciones de continuidad y cantidad de movimiento.

18

BIBLIOGRAFÍA

Wilkes O. J., "Fluid Mechanicals for Chemical Engineers", Prentice Hall

International Series in the Physical and Chemical Engineering Sciences,

USA(1999).

Bird R.B., Stewart W.E. y Lightfoot E.N.,"Fenomenos de transporte", Editorial

Reverté, España(1975).