flujos

V.
1. FLUJO
El flujo se define como la cantidad de fluido que se desplaza en un tiempo dado.

2. TIPOS DE FLUJO

El flujo puede clasificarse en distintas formas, alguna de ellas puede ser de acuerdo a características y criterios distintos

2.1 Flujo Turbulento
Este tipo de flujo es bastante utilizado. Presenta trayectorias circulares erráticas, no tienen un orden establecido, lo queproduce la transferencia de cantidad de movimiento de una porción de fluido a otra. El flujo se da cuando las velocidades de flujo son bastante altas o en fluidos en los que las fuerzas viscosas son demasiado pequeñas.

En éste tipo de flujo el fluido tiende a mezclarse, como consecuencia de la ruptura de un flujo ordenado de vórtices, que afectan zonas que se encuentran en la dirección delmovimiento. Un ejemplo puede ser el flujo del agua en los ríos.

La turbulencia se puede originar por el contacto de paredes con el fluido o por la existencia de capas que presentan velocidades distintas. El flujo turbulento puede darse tanto en conductos rugosos como en lisos.

Según ésta clase de flujo el fluido puede tener partículas desde muy pequeñas, hasta unas muy grandes.

Al compararun flujo turbulento con otro flujo que no es turbulento, en condiciones iguales, se observa que en la turbulencia se desarrollan mayores esfuerzos cortantes en los fluidos.

El esfuerzo cortante que existe en un flujo turbulento se expresa:

Dónde:
: Viscosidad de Remolino
: Velocidad media en el Tiempo

2.1.1Tipos de Turbulencia
Turbulencia de Pared: Se genera por medio de los efectosviscosos, debido a que hay presencia de paredes.
Turbulencia Libre: En éste caso no hay pared, se genera por el movimiento de capas de fluido a velocidades distintas.




2.1.2 Factores para que un flujo se vuelva turbulento
La alta rugosidad superficial de la superficie de contacto con el flujo, sobre todo cerca del borde de ataque y a altas velocidades, irrumpe en la zona laminar de flujoy lo vuelve turbulento.
Alta turbulencia en el flujo de entrada. En particular para pruebas en túneles de viento, hace que los resultados nunca sean iguales entre dos túneles diferentes.
Calentamiento de la superficie por el fluido, asociado y derivado del concepto de entropía, si la superficie de contacto está muy caliente, transmitirá esa energía al fluido y si ésta transferencia es losuficientemente grande se pasará a flujo turbulento.
(Natalia Rodríguez, 2009)

2.2 Flujo Laminar
Este tipo de flujo hace que las partículas del fluido tengan un movimiento con trayectoria regular, predecible y claramente definido, similar a unas capas paralelas entre sí, dichas capas fluyen unas sobre otras, sin que se mezclen entre ellas. El flujo laminar suele darse a menudo en fluidos avelocidades bajas o viscosidades altas. Las partículas del fluido siguen una trayectoria, a la cual se le conoce como línea de corriente. Para los flujos laminares el mecanismo de transporte lateral es molecular.

Las velocidades de las capas aumentan a medida que se acercan al centro, la capa externa es la más lenta, debido a que al estar en contacto con la pared existe un rozamiento, el cual la hacemoverse con menor velocidad.


Las flechas representan la velocidad de las moléculas de fluido ubicadas en sus respectivas láminas. Al hablar de la velocidad del fluido se está refiriendo a un promedio de las velocidades de todas las láminas. Cuanto más viscoso sea un fluido mayor será la diferencia de velocidad entre láminas. Y cuanto más se aproxime a cero la viscosidad del fluido menordiferencia de velocidad habrá entre sus moléculas.
(Ricardo Cabrera, 2007)



La ley de Newton de la viscosidad es la que rige el flujo laminar:

Esta ley establece la relación existente entre el esfuerzo cortante y la rapidez de deformación angular. La acción de la viscosidad puede amortiguar cualquier tendencia turbulenta que pueda ocurrir en el flujo laminar.
En situaciones que involucren...