Calculadora de Frecuencia de Despertar

Cálculo de la Frecuencia de Despertador

La frecuencia de desprendimiento es un parámetro crítico en la dinámica de fluidos e ingeniería estructural, a menudo relacionado con la desprendimiento de vórtices alrededor de estructuras cilíndricas. Cuando la frecuencia de desprendimiento coincide con la frecuencia natural de una estructura, puede provocar resonancia y una posible falla estructural, por lo que es esencial monitorearla.

Fórmula de Cálculo

La fórmula para calcular la frecuencia de desprendimiento en función del número de Strouhal (St), la velocidad del flujo (v) y el diámetro del cilindro (D) es:

\[ \text{Frecuencia de Desprendimiento} = \frac{St \times v}{D} \]

Donde:

• \(St\) es el número de Strouhal (adimensional), típicamente entre 0,2 y 0,3 para objetos cilíndricos.
• \(v\) es la velocidad del flujo en metros por segundo (m/s).
• \(D\) es el diámetro del cilindro en metros.

Ejemplo de Cálculo

Para un cilindro con un diámetro de 0,5 m, una velocidad de flujo de 10 m/s y un número de Strouhal de 0,21, la frecuencia de desprendimiento es:

\[ \text{Frecuencia de Desprendimiento} = \frac{0,21 \times 10}{0,5} = 4,2 \, \text{Hz} \]

Esto indica la frecuencia de los vórtices que se desprenden del cilindro en el flujo.

Importancia y Escenarios de Uso

Comprender la frecuencia de desprendimiento es crucial en el diseño de estructuras como chimeneas, puentes o plataformas marinas que están expuestas a fluidos en movimiento como el aire o el agua. La vibración excesiva por resonancia causada por el desprendimiento de vórtices puede provocar fatiga y fallo, razón por la cual los ingenieros monitorizan la frecuencia de desprendimiento durante el diseño.

Preguntas Frecuentes

1. ¿Qué es el número de Strouhal?

   • El número de Strouhal es un número adimensional que describe los mecanismos de flujo oscilatorio, comúnmente utilizado para calcular la frecuencia de desprendimiento.

2. ¿Por qué es importante la frecuencia de desprendimiento en ingeniería?

   • Si la frecuencia de desprendimiento se alinea con la frecuencia natural de una estructura, puede provocar resonancia, causando vibraciones que pueden dañar la estructura con el tiempo.

3. ¿Cómo se puede reducir la frecuencia de desprendimiento?

   • Ajustar la geometría de la estructura, aumentar su rigidez o controlar las condiciones de flujo (por ejemplo, añadiendo aletas o deflectores) puede ayudar a reducir la frecuencia de desprendimiento.

Esta calculadora proporciona una herramienta esencial para que los ingenieros determinen fácilmente la frecuencia de desprendimiento y garanticen la seguridad estructural contra las vibraciones inducidas por vórtices.