numero de reynolds

El número de Reynolds (Re) es un número adimensional utilizado en mecánica de fluidos, diseño de reactores y fenómenos de transporte para caracterizar el movimiento de un fluido. El concepto fue introducido por George Gabriel Stokes en 1851,2 pero el número de Reynolds fue nombrado por Osborne Reynolds (1842-1912), quien popularizó su uso en 1883.3 4

El número de Reynolds relaciona ladensidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en numerosos problemas de dinámica de fluidos. Dicho número o combinación adimensional aparece en muchos casos relacionado con el hecho de que el flujo pueda considerarse laminar (número de Reynolds pequeño) o turbulento (número de Reynolds grande).

Para un fluido que circula por el interior deuna tubería circular recta, el número de Reynolds viene dado por:

\mathrm{Re} = {\rho v_{s} D\over \mu}

o equivalentemente por:

\mathrm{Re} = {v_{s} D\over \nu} \;

donde:

\rho: densidad del fluido
v_{s}: velocidad característica del fluido
D: diámetro de la tubería a través de la cual circula el fluido o longitud característica del sistema
\mu: viscosidad dinámica del fluido\nu: viscosidad cinemática del fluido (m²/s)
\mathit\nu = {\mu\over \rho} \; .
Como todo número adimensional es un cociente, una comparación. En este caso es la relación entre los términos convectivos y los términos viscosos de las ecuaciones de Navier-Stokes que gobiernan el movimiento de los fluidos.

Por ejemplo, un flujo con un número de Reynolds alrededor de 100.000 (típico en elmovimiento de una aeronave pequeña, salvo en zonas próximas a la capa límite) expresa que las 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 lasfuerzas dominantes son las viscosas y por lo tanto las convectivas pueden despreciarse. 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.

Re y el carácter del flujo[editar]
Además el número de Reynolds permite predecir el carácter turbulento o laminar en ciertos casos.

En conductos otuberías (en otros sistemas, varía el Reynolds límite):

Si el número de Reynolds es menor de 2100 el flujo será laminar y si es mayor de 3000 el flujo será turbulento. El mecanismo y muchas de las razones por las cuales un flujo es laminar o turbulento es todavía hoy objeto de especulación.
Según otros autores:

Para valores de \mathrm{Re} \le 2\ 100 (para flujo interno en tuberíascirculares) el flujo se mantiene estacionario y se comporta como si estuviera formado por láminas delgadas, que interactúan sólo en función de los esfuerzos tangenciales existentes. Por eso a este flujo se le llama flujo laminar. El colorante introducido en el flujo se mueve siguiendo una delgada línea paralela a las paredes del tubo.
Para valores de 2\ 100 \le \mathrm{Re} \le 3\ 000 (para flujo internoen tuberías circulares) la línea del colorante pierde estabilidad formando pequeñas ondulaciones variables en el tiempo, manteniéndose sin embargo delgada. Este régimen se denomina de transición.
Para valores de \mathrm{Re} \ge 3\ 000, (para flujo interno en tuberías circulares) después de un pequeño tramo inicial con oscilaciones variables, el colorante tiende a difundirse en todo el flujo. Esterégimen es llamado turbulento, es decir caracterizado por un movimiento desordenado, no estacionario y tridimensional.
Flujo sobre la capa límite en problemas de Ingeniería Aeronáutica[editar]
En ingeniería aeronáutica el flujo sobre la capa límite de la corriente de aire es sumamente importante:5

La transición ocurre normalmente para valores de número de Reynolds entre medio millón y 10...