Número de Reynolds
GARCIA FLORES MARIO JAEL
¿Qué es el número de Reynolds?
El objetivo principal de este número
es concretar el comportamiento del
fluido, es decir, saber con certeza si este
es laminar o turbulento.
▪ Es de tipo laminar cuando las fuerzas
de tipo viscoso son las dominantes y,
además, el fluido se mueve a una
velocidad muy pequeña y con una
trayectoria rectilínea.
▪ En
cambio, el fluido es turbulento
cuando las fuerzas de tipo inercial son
las mayoritarias, en cuyo caso el fluido
tiene cambios en la velocidad y con
trayectorias de tipo irregular.
▪ Flujo Estacionario
En este tipo de flujo, las variables que lo caracterizan no
dependen del tiempo, es decir la trayectoria de las
partículas es la propia línea de corriente y no puede haber
líneas de corriente que pasen por el mismo punto, esto es
que las líneas de corriente no se pueden cruzar
▪ Flujo Uniforme
La velocidad de la partículas es la misma en cualquier
instante y por tanto la velocidad no depende de la posición
de la partícula.
▪ Flujo Incompresible
Cuando se comprime un fluido y no cambia la densidad,
se dice que un fluido es de flujo incompresible. ad no
depende de la posición de la partícula.
▪ Las fuerzas de inercia son aquellas que tiene
cualquier cuerpo que sufre una aceleración o
una deceleración. Sabemos que esta fuerza se
puede expresar como el producto de la masa y
la aceleración, 𝐹 = 𝑚 ∙ 𝑎. Aplicando esta
definición a un fluido, se puede expresar
como 𝐹𝑖 = 𝜌 ∙ 𝑉 2 ∙ 𝐿2 , donde 𝜌 es la
densidad, v es la velocidad del fluido y L es
una longitud característica.
𝐹𝑖 = 𝜌 ∙ 𝑣 2 ∙ 𝐿2
▪ Las fuerzas viscosas son aquellas que se
oponen al movimiento libre del fluido por el
rozamiento interno de sus partículas. Se puede
expresar como 𝐹𝑉 = µ · 𝐿 · 𝑣, donde µ es la
viscosidad dinámica del fluido.
𝐹𝑉 = µ · 𝐿 · 𝑣
∙
EL número de Reynolds no es más que el
cociente entre ambas fuerzas, por lo que se
puede formular como:
𝜌 =Densidad.
v =Velocidad del fluido.
L = Longitud.
µ = Viscosidad dinámica del fluido.
▪ Si el Re es pequeño, las fuerzas viscosas
son más importantes que las fuerzas de
inercia. Esto implica que la viscosidad del
fluido va a provocar que el movimiento de
las partículas sea ordenado. Es decir, las
trayectorias de sus partículas no se cruzarán
y se moverá por “capas”. Como ya habréis
deducido, estamos ante un flujo laminar.
▪ Si el Re es grande, las fuerzas de inercia
dominarán sobre las fuerzas viscosas.
Simplificando, esto implica que la velocidad
del fluido es tan alta que la viscosidad no es
suficiente para impedir que las partículas del
fluido se muevan de forma desordenada y
caótica. En efecto, tenemos un flujo
turbulento.
Experimento del número de Reynold
∙
El experimento consiste en inyectar
pequeñas cantidades de fluido coloreado
en un líquido que circula por una tubería
de cristal y Osborne Reynolds observó el
comportamiento de los filamentos
coloreados en diferentes zonas, después
de los puntos de inyección.
Referencias bibliográficas
▪ [1] Nuclear Power. Velocity Boundary Layer – Thermal Boundary Layer. Online en:
https://www.nuclear-power.net/nuclear-engineering/fluid-dynamics/boundary-layer/velocityboundary-layer-thermal-boundary-layer/
▪ Motorgiga. Fuerza de inercia – Definición – Significado. Online en:
https://diccionario.motorgiga.com/diccionario/fuerza-de-inercia-definicion-significado/gmx-niv15con194244.htm
▪ Martín, A., (Mayo de 2011). Apuntes de Mecánica de Fluidos. Online en:
http://oa.upm.es/6934/1/amd-apuntes-fluidos.pdf
▪ Wikipedia. Número de Reynolds. Online en:
https://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_de_Reynolds#Re_y_el_car%C3%A1cter_del_flujo