Podemos clasificar los flujos como compresibles e incompresibles, una forma de afirmar que un flujo es incompresible es cuando su densidad permanece constante a lo largo del flujo, en términos generales podemos decir que el agua es incompresible. Por otro lado los flujos compresibles son aquellos cuya densidad varía, o también aquellos que pueden reducir su volumen al aplicarles una presión, por ejemplo el aire.

Debido a que la compresibilidad de un fluido implica la variación de su densidad existe una ligera mayor dificultad en analizar este tipo de casos, por ejemplo para clasificar los flujos compresibles debemos recurrir al Número de MACH.

Recordando:

Donde:

  • Mach < 1; Flujo subsónico
  • Mach = 1; Flujo sónico
  • Mach < 1; Flujo supersónico

Cabe resaltar que para un Mach < 0.3, podemos considerar que el flujo es incompresible.

En la industria podemos analizar flujos compresibles en el diseño de aviones de combate, cohetes o también en equipos más cotidianos como compresores que son usados en los sistemas de refrigeración.

Aquí les dejo un video del Cohete Paulet IM en el cual partipé ya hace muchos años atrás con varios profesionales dentro de los cuales estaban algunos egresados y profesores de la EAP IMF.

Dentro de los estudios de Ingeniería Mecánica de Fluidos existe el curso denominado Flujo compresible, en el cual se desarrolla el análisis de un gas ideal en una Tobera de Laval o tambien conocida como Tobera Convergente-Divergente (CD Nozzle), en este tipo de casos se asume que el flujo es isoentrópico, es decir es que cumple un proceso adiabático reversible.

Existen ecuaciones para el análisis de un flujo isoentrópico que detallaremos en otro Post, las cuales pueden parecer difíciles al inicio, pero trataremos de explicarlas de forma clara y sencilla.

Tener estos conceptos claros es importante si deseas desarrollar una simulación mediante CFD, porque será una forma de corroborar los resutados obtenidos.

Aquí te mostramos un video de la variación de velocidades y presiones de un flujo subsónico a un flujo sónico: