Número de Ohnesorge

El número de Ohnesorge ( O h {\displaystyle \mathrm {Oh} } ) es un número adimensional que relaciona las fuerzas viscosas y las fuerzas de tensión superficial.

Etimología

El número de Ohnesorge fue definido por Wolfgang von Ohnesorge en su tesis doctoral de 1936.

Simbología

Simbología
Símbolo Nombre Unidad
L a {\displaystyle \mathrm {La} } Número de Laplace
O h {\displaystyle \mathrm {Oh} } Número de Ohnesorge
Z {\displaystyle \mathrm {Z} } Reciproco del número de Ohnesorge
L {\displaystyle L} Longitud característica, típicamente el diámetro de la gota m
d {\displaystyle d} Dimensión de área m
μ {\displaystyle \mu } Viscosidad dinámica Pa s
ν {\displaystyle \nu } Viscosidad cinemática m2 / s
ρ {\displaystyle \rho } Densidad kg / m3
σ {\displaystyle \sigma } Tensión superficial N / m

Descripción

Se define como:

O h = Fuerzas viscosas Fuerzas de tensión superficial {\displaystyle \mathrm {Oh} ={\sqrt {\frac {\text{Fuerzas viscosas}}{\text{Fuerzas de tensión superficial}}}}}

Deducción
1 2
Ecuaciones O h = ν   ( ν   ρ ) σ   ( d 2 / L ) {\displaystyle \mathrm {Oh} ={\sqrt {\frac {\nu \ (\nu \ \rho )}{\sigma \ (d^{2}/L)}}}} μ = ν   ρ {\displaystyle \mu =\nu \ \rho }
Multiplicando ( ρ ρ ) {\displaystyle {\sqrt {{\Bigl (}{\frac {\rho }{\rho }}{\Bigr )}}}} O h = ν   ( ν   ρ ) σ   ( d 2 / L ) ( ρ ρ ) {\displaystyle \mathrm {Oh} ={\sqrt {{\frac {\nu \ (\nu \ \rho )}{\sigma \ (d^{2}/L)}}{\Bigl (}{\frac {\rho }{\rho }}{\Bigr )}}}}
Ordenando O h = ν   ρ σ   ρ   ( d 2 / L ) {\displaystyle \mathrm {Oh} ={\frac {\nu \ \rho }{\sqrt {\sigma \ \rho \ (d^{2}/L)}}}}
Multiplicando ( d   L d   L ) {\displaystyle {\Bigl (}{\frac {d\ L}{d\ L}}{\Bigr )}} O h = ν   ρ σ   ρ   ( d 2 / L ) ( d   L d   L ) {\displaystyle \mathrm {Oh} ={\frac {\nu \ \rho }{\sqrt {\sigma \ \rho \ (d^{2}/L)}}}{\Bigl (}{\frac {d\ L}{d\ L}}{\Bigr )}}
Sustituyendo O h = ( L d ) μ σ   ρ   L {\displaystyle \mathrm {Oh} ={\Bigl (}{\frac {L}{d}}{\Bigr )}{\frac {\mu }{\sqrt {\sigma \ \rho \ L}}}}

O h = ( L d ) μ σ   ρ   L {\displaystyle \mathrm {Oh} ={\Bigl (}{\frac {L}{d}}{\Bigr )}{\frac {\mu }{\sqrt {\sigma \ \rho \ L}}}}

Deducción
1 2
Ecuaciones O h = ( L d ) μ σ   ρ   L {\displaystyle \mathrm {Oh} ={\Bigl (}{\frac {L}{d}}{\Bigr )}{\frac {\mu }{\sqrt {\sigma \ \rho \ L}}}} L a = ( d L ) 2 ( σ   ρ   L μ 2 ) {\displaystyle \mathrm {La} ={\Bigl (}{\frac {d}{L}}{\Bigr )}^{2}{\Bigl (}{\frac {\sigma \ \rho \ L}{\mu ^{2}}}{\Bigr )}}
Ordenando O h = 1 ( d   /   L ) 2   ( σ   ρ   L )   /   μ 2 {\displaystyle \mathrm {Oh} ={\frac {1}{\sqrt {(d\ /\ L)^{2}\ (\sigma \ \rho \ L)\ /\ \mu ^{2}}}}}
Sustituyendo O h = 1 L a {\displaystyle \mathrm {Oh} ={\frac {1}{\sqrt {\mathrm {La} }}}}

O h = 1 L a {\displaystyle \mathrm {Oh} ={\frac {1}{\sqrt {\mathrm {La} }}}}

Históricamente es más correcto utilizar el número de Ohnesorge, pero a menudo es matemáticamente más ordenado utilizar el número de Laplace.

Aplicación

El número de Ohnesorge para una gota de lluvia de 3 mm de diámetro es aproximadamente 0.002. Números de Ohnesorge mayores indican una mayor influencia de la viscosidad.

Es a menudo utilizado para relacionar la dinámica de fluidos de superficie libre tales como la dispersión de líquidos en gases y tecnología de dispersión (spray).

En impresoras de chorro de tinta (Ing. inkjet), líquidos cuyo número de Ohnesorge es menor que 1 y más grande que 0.1 se pueden hacer chorro (1 < Z < 10).

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