Fluidos

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1.- NUMERO DE REYNOLDS
El comportamiento de un fluido, en particular en lo que se refiere a las pérdidas de energía, depende de que el flujo sea laminar o turbulento.
Se demuestra en forma experimental y se verifica de modo analítico, que el carácter del flujo en un tubo redondo depende de cuatro variables: la densidad del fluido ρ, su viscosidad η, el diámetro del tubo D y la velocidadpromedio del flujo υ. Reynolds fue el primero en demostrar que es posible pronosticar el flujo laminar o turbulento si se conoce la magnitud de un numero adimensional, al que hoy se denomina numero de Reynolds (NR)

Numero de Reynolds críticos
Para aplicaciones prácticas del flujo en tuberías, encontramos que si el numero de Reynolds para el flujo es menor que 2000.Este será laminar. Si el numero deReynolds es mayor que 4000, el flujo es turbulento. En el rango de números de Reynolds entre 2000 y 4000 es posible predecir que flujo existe; por lo tanto, le denominaremos región crítica.
Con la minimización cuidadosa de las perturbaciones externas es posible mantener el flujo laminar para numero de Reynolds tan grandes como 50000. Sin embargo, cuando NR es mayor que 4000, una perturbaciónpequeña en la corriente ocasionara que el flujo cambie de forma súbita de laminar a turbulento.
Si NR < 2000, es flujo laminar.
Si NR > 4000, es flujo turbulento.
Mecánica de fluidos, Robert Mott. Pag, 230

El Número de Reynolds es un número adimensional que relaciona las propiedades físicas del fluido, su velocidad y la geometría del ducto por el que fluye y está dado por:
Re = (D v ρ )/μdonde:
Re = Número de Reynolds
D = Diámetro del ducto
v = Velocidad promedio del líquido
ρ = Densidad del líquido
μ = Viscosidad del líquido
Cuando el ducto es una tubería, D es el diámetro interno de la tubería.
Cuando no se trata de un ducto circular, se emplea el diámetro equivalente (De) definido como:
De = 4. (Area Transversal de Flujo)/(Perímetro mojado)
Generalmente cuando elnúmero de Reynolds se encuentra por debajo de 2100 se sabe que el flujo es laminar, el intervalo entre 2100 y 4000 se considera como flujo de transición y para valores mayores de 4000 se considera como flujo turbulento.
http://web.mac.com/fjguerra/Personal/6o_Semestre_files/Re.pdf
INTERPRETACIÓN:

2.- CASO SENCILLO DE FLUJO LAMINAR UNIDIMENSIONAL

Flujo a través de tuberías circulares:

Enun flujo laminar la corriente es relativamente lenta y no es perturbada por las posibles protuberancias del contorno, mientras que la viscosidad es relativamente grande, de forma que si por cualquier circunstancia se iniciase un fenómeno de turbulencia, la viscosidad lo destruiría.
La formulación que a continuación se va a desarrollar sirve, por lo tanto para tuberías lisas como para tuberíasrugosas, suponiendo que las partículas de fluido, en un flujo laminar a lo largo de un tubo, se mueven en capas cilíndricas coaxiales; en el eje del tubo, el desplazamiento se realiza a mayor velocidad, mientras que en las paredes permanece en reposo.
La distribución de velocidades en una sección transversal cualquiera del tubo obedece a las fuerzas de rozamiento transmitidas de capa en capa.Mecánica de Fluidos, Pedro Fernández Díez, pág. 158

3.- DEFINICIÓN DE CAPA LÍMITE:
En 1904 Prandtl desarrollo el concepto de capa limite, que proporciona un importante enlace entre el flujo de un fluido ideal y de un flujo real.
Cuando comienza un movimiento en el fluido que tiene muy poca viscosidad, el flujo es esencialmente irrotacional en los primeros instantes.
Como el fluido en lasparedes tiene una viscosidad nula con relación a esta pared, existe un gradiente de velocidades muy grandes desde la pared hacia el interior del flujo. Este gradiente de velocidad en un fluido real origina cerca de la pared unas fuerzas de cortadura que reducen la velocidad relativa a la pared. La capa del fluido que tiene su velocidad afectada por estas fuerzas de cortadura se...
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