NUMERO DE MACH

Dayana ArdilaJair Lambraño

Jorge PérezDavis Salcedo

NUMERO DE MACH.• es la relación de la velocidad local del flujo a la velocidad local del sonido

dentro del fluido, o sea M = V/c, donde V es la velocidad local, y c la velocidad del sonido. El numero de Mach es una de las medidas de la importancia que tienen en un flujo determinado, los efectos de la compresibilidad.

• En el sentido de fuerzas, el numero de Mach es la relación existente entre las fuerzas inerciales y las fuerzas originadas por la compresibilidad del fluido. El numero de Mach es un termino constantemente utilizado por los ingenieros aerodinámicos, para tratar el movimiento de los fluidos sobre los objetos.

• El número de Mach recibió ese nombre en honor a Ernst Mach (1838 -1916), quien condujo los primeros experimentos significativos relacionados con el vuelo supersónico en la universidad de Praga, Alemania.

Regímenes de flujo según M:Teniendo como base el numero de Mach se definen generalmente cinco regímenes de flujo, en la siguiente forma:• Régimen incompresible: El numero de Mach es pequeño en

comparación con la unidad (aproximadamente 0.2 en un gas perfecto). En esta clasificación, los efectos de compresibilidad se consideran, generalmente insignificantes.

• Régimen subsónico: El numero de Mach es inferior a la unidad, pero tiene una magnitud suficiente para quedar fuera de la clasificación del régimen de un flujo incompresible.

• Régimen transónico: El numero de Mach es muy cercano a uno, es decir varia de valores ligeramente menores a la unidad y escasamente superiores a ella.

• Régimen supersónico: Es donde el numero de Mach es superior a la unidad.

• Régimen hipersónico: Es cuando el numero de Mach es muy superior a la unidad.

Como se mide Mach:• Sea un objeto diminuto se desplaza en el aire a una velocidad

V < c; el movimiento del objeto crea perturbaciones de presión, las cuales se propagan esféricamente hacia el exterior a partir del objeto, con una velocidad del sonido c. Si el objeto no estuviera en movimiento, los frentes de onda se extenderían esféricamente, y tendría las posiciones que se ilustran a continuación, en intervalos sucesivos de tiempo.

• Los frentes de onda emergen para formar un frente plano y el fluido que esta delante de este frente no recibe ningún efecto del movimiento de la partícula. Si por algún motivo la velocidad local es mayor que la velocidad del sonido, las pulsaciones individuales se combinan para formar un patrón cónico, como se ilustra a continuación:

• A este patrón se le conoce con el nombre de cono de Mach. El fluido que esta por delante del cono, no tiene ninguna perturbación, pero repentinamente sufre cambios de presión, temperatura y densidad, conforme atraviesa el cono de Mach. Cuando un flujo atraviesa cambios repentinos a atravesar una onda, a esta ultima se le denomina onda de choque. Se ha logrado hacer visibles los gradientes de densidad en un flujo, utilizando un sistema óptico fotográfico, conocido con el nombre de aparato de Schlieren. Para esto el modelo se debe montar en un túnel de viento o aerodinámico, para que las ondas de choque sean claramente visibles.

Donde el numero de Mach se calcula como

¿Para que se utiliza el numero de Mach?

• se utilizan para indicar la velocidad de un objeto en comparación con la velocidad del sonido. Mach 2, por ejemplo, significa que el objeto vuela a dos veces la velocidad del sonido. Recuerda, la velocidad del sonido puede cambiar según las condiciones de la atmósfera.

Ejemplo

Referencias

• Cengel, Y. & Boles, M. (s. f.). Termodinámica (5ta ed.) • Número de Mach (s. f.). Recuperado de

http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/conceptosbasicosmfluidos/nmach/nmach.html