Número de Kapitza

El número de Kapitza ( $Ka$ ) es un número adimensional que recibe su nombre del destacado físico ruso Pyotr Kapitsa (Peter Kapitza). Él realizó el primer estudio exhaustivo sobre cómo fluye una película delgada de líquido por superficies inclinadas. ^{[ 1 ]} Expresado como la relación entre las fuerzas de tensión superficial y las fuerzas de inercia , el número de Kapitza actúa como un indicador del régimen de onda hidrodinámica en películas líquidas descendentes. ^{[ 2 ]} El comportamiento de las películas líquidas representa un subconjunto de la clase más general de problemas de frontera libre y es importante en una amplia gama de aplicaciones de ingeniería y tecnología, tales como evaporadores , intercambiadores de calor , absorbedores, microrreactores , sistemas de refrigeración de electrónica/microprocesadores a pequeña escala, aire acondicionado y refrigeración de álabes de turbinas de gas.

Tras la Segunda Guerra Mundial, Kapitza fue destituido de todos sus cargos, incluido el de director de su Instituto de Problemas Físicos , por negarse a trabajar en armas nucleares . Se encontraba en su casa de campo y diseñó experimentos para realizar allí, entre ellos sus experimentos sobre películas líquidas en caída. ^{[ 3 ]}

A diferencia de la mayoría de los números adimensionales utilizados en el estudio de la mecánica de fluidos, el número de Kapitza representa una propiedad del material, ya que se forma combinando potencias de la tensión superficial , la densidad , la aceleración gravitatoria y la viscosidad cinemática . ^{[ 4 ]}

\mathrm {Ka} ={\frac {\sigma }{\rho (g\sin \beta )^{1/3}\nu ^{4/3}}}

donde σ es la tensión superficial ( unidades del SI : N / m ), g es la aceleración gravitatoria (m/ s² ), ρ es la densidad ( kg /m³ ⁾ , β es el ángulo ^deinclinación ( rad ) y ν es la viscosidad cinemática (m² ^/ s).

Notas

↑ Kapitza, PL (1948). "Flujo ondulatorio de capas delgadas de un fluido viscoso: I. Flujo libre. II. Flujo de fluido en presencia de flujo continuo de gas y transferencia de calor". Zhurnal Eksperimental'noi i Teoreticheskoi Fiziki (en ruso). 18 (1): 1– 28.Kapitza, PL; SP Kapitza (1949). "Flujo ondulatorio de capas delgadas de un fluido viscoso: III. Estudio experimental de las condiciones de flujo ondulatorio". Zhurnal Eksperimental'noi i Teoreticheskoi Fiziki (en ruso). 19 (2): 105– 120. Bibcode : 1949ZhETF..19..105K .Disponible en inglés en Kapitsa, Petr Leonidovich (1964). D. ter Haar (ed.). Collected Papers of PL Kapitza: 1938-1964 . Macmillan.
^ Kalliadasis et al. 2011 , pág. 1.
^ Kalliadasis et al. 2011 , págs. 357–360.
^ Kalliadasis et al. 2011 , pág. 31.

Referencias

Kalliadasis, Serafim; Ruyer-Quil, cristiano; Scheid, Benoit; Velarde, Manuel García (2011). Caída de películas líquidas (Volumen 176 de Ciencias Matemáticas Aplicadas) . Saltador. ISBN 978-1-84882-367-9.

[1] Kapitza, PL (1948). "Flujo ondulatorio de capas delgadas de un fluido viscoso: I. Flujo libre. II. Flujo de fluido en presencia de flujo continuo de gas y transferencia de calor". Zhurnal Eksperimental'noi i Teoreticheskoi Fiziki (en ruso). 18 (1): 1– 28.Kapitza, PL; SP Kapitza (1949). "Flujo ondulatorio de capas delgadas de un fluido viscoso: III. Estudio experimental de las condiciones de flujo ondulatorio". Zhurnal Eksperimental'noi i Teoreticheskoi Fiziki (en ruso). 19 (2): 105– 120. Bibcode : 1949ZhETF..19..105K .Disponible en inglés en Kapitsa, Petr Leonidovich (1964). D. ter Haar (ed.). Collected Papers of PL Kapitza: 1938-1964 . Macmillan.

[FOOTNOTEKalliadasis_et_al.20111-2] Kalliadasis et al. 2011 , pág. 1.

[FOOTNOTEKalliadasis_et_al.2011357–360-3] Kalliadasis et al. 2011 , págs. 357–360.

[FOOTNOTEKalliadasis_et_al.201131-4] Kalliadasis et al. 2011 , pág. 31.

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