Numero de reynolds

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
UNIDAD CULHUACAN

LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS

PRACTICA 5
NUMERO DE REYNOLDS

El numero de Reynolds lleva este nombre debido al Ingeniero británico Osbourne Reynolds (Belfast, 1842-Watchet, 1912). Profesor en la Universidad de Manchester, estudió las turbinas hidráulicas y la propulsión por hélicesy perfeccionó los frenos hidráulicos. Se especializó en el estudio del movimiento de los fluidos, en particular de los fluidos viscosos, en los que destacó la importancia de un coeficiente a dimensional (número de Reynolds), que relaciona las fuerzas de inercia y de viscosidad de un fluido.
El número de Reynolds es uno de varios números sin dimensiones que son útiles en el estudio de la mecánicade fluidos y en la transferencia de calor.
El comportamiento de un flujo, particularmente con respecto a las pérdidas de energía, depende bastante de si el flujo es laminar o turbulento. Por esta razón deseamos tener medios para predecir el tipo de flujo sin tener la necesidad de observarlo. En efecto, la observación directa es imposible para fluidos que se encuentran en conductos opacos.

Unade los fundamentos del número de Reynolds es la ley experimental descubierta por Newton que rige este fenómeno la cual afirma que la fuerza F es proporcional a la superficie A de la placa en movimiento, al gradiente de velocidad y a un coeficiente ƞ, que se denomina viscosidad absoluta o viscosidad dinámica.
Por lo cual la relación de la fuerza de inercia a la fuerza de la viscosidad será:Fuerza de inercia_____ = ρ L2 v2 = ρ Lv = Lv_
Fuerza de la viscosidad ƞvL ƞ v

Esta relación adimensional se conoce con el nombre de número de Reynolds, Re.

Para que en este caso los ensayos del modelo y del prototipo sean dinámicamente semejantes es menester que el número de Reynolds sea idéntico en ambos.
El número de Reynolds mide la importancia relativa de cada unade las variables que intervienen en un fenómeno en que la fuerza predominante es la viscosidad, es decir la ρ, ƞ, v, L. Cuanto mayor es el número de Reynolds menos importancia tiene la fuerza de viscosidad en el fenómeno, y viceversa. No es la viscosidad dinámica ƞ el parámetro decisivo, Sino Re = pLv/ ƞ
Si en el ensayo con el modelo la fuerza de viscosidad ha de tener la misma v , importanciaque tendrá en el prototipo, los números de Reynolds en el modelo y en el prototipo habrán de ser iguales:

Rem = Rep

El número de Reynolds es el parámetro adimensional de semejanza en los problemas con predominio de la viscosidad.
Cuanto mayor es el número de Reynolds menor es la importancia de la viscosidad, y viceversa.

Jugando en los fenómenos de resistencia un papel decisivo es el quela corriente sea laminar o turbulenta, también jugará un papel decisivo en ello que el número de Reynolds. Con números de Reynolds pequeños la corriente es laminar; con números de Reynolds grandes la corriente es turbulenta.

Por ejemplo, un flujo con un número de Reynolds alrededor de 100.000 (típico en el movimiento de una aeronave pequeña, salvo en zonas próximas a la capa límite) expresa quelas fuerzas viscosas son 100.000 veces menores que las fuerzas convectivas, y por lo tanto aquellas pueden ser ignoradas.

Un ejemplo del caso contrario sería un cojinete axial lubricado con un fluido y sometido a una cierta carga. En este caso el número de Reynolds es mucho menor que 1 indicando que ahora las fuerzas dominantes son las viscosas y por lo tanto las convectivas puedendespreciarse.

Otro ejemplo: En el análisis del movimiento de fluidos en el interior de conductos proporciona una indicación de la pérdida de carga causada por efectos viscosos.

Numero crítico de Reynolds

Reynolds, físico inglés de finales del siglo pasado, llevó a cabo una serie de experimentos con el sencillo aparato que se esquematiza en la Figura. Un tubo de cristal con su boca abocinada...
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