Ciencia De Carton

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA- BOGOTÁ DC.
FACULTADAD DE INGENIERÍA.
FUNDAMENTOS DE MECÁNICA DE FLUIDOS.
DOCENTE: CARLOS PERILLA PERILLA.
ALUMNO: YEISON ARGEMIRO URBANO JIMÉNEZ.
CÓDIGO: 223682

NÚMERO DE REYNOLDS.
Al abrir la llave para dejar que el agua circule por la tubería y luego salga para utilizarla con algún propósito, muy pocas veces nos preguntamos: ¿sufre el agua alguna“perturbación” por todas las vueltas que da por la tubería? ¿El agua se comporta igual subiendo por el interior de la tubería que saliendo por la boca de la llave?.
Para tratar de responder a esas y otras preguntas podrimos iniciar por reconocer que el agua es un fluido cuyas características químicas y físicas se relacionan, el agua; un fluido al que se le puede estudiar su comportamiento tantoen reposo como en movimiento, un fluido que se puede comportar de manera laminar y turbulenta.
Osborne Reynolds nació en Belfast (Gran Bretaña) en 1842. Reynolds demostró pronto sus aptitudes para la Mecánica y a la edad de 19 años comenzó a trabajar con Edward Hayes, un conocido inventor e ingeniero mecánico. Al cabo de un año decidió ingresar en Cambridge, donde se graduó con honores en 1867 yfue inmediatamente elegido miembro del Queens’ College. Muere en 1912 a la edad de 69 años. Reynolds es conocido en el campo científico por sus altos aportes en la mecánica de fluidos donde realizo estudios acerca del comportamiento de los fluidos.
Antes de abordar por completo el tema de el número de Reynolds se hace altamente necesario hacer una definición de que es un fluido laminar yturbulento.
“hay claras diferencias entre las condiciones de un flujo laminar y turbulento. En la capa limite laminar, el movimiento del fluido es altamente ordenado y es posible identificar líneas de flujo a lo largo de las cuales se mueven las partículas. El movimiento del fluido a lo largo de una línea de flujo se caracteriza por las componentes de la velocidad en las direcciones X y Y. comocomponente V de la velocidad está en la dirección normal a la superficie (...) en cambio, el movimiento del fluido en la capa limite turbulenta es altamente irregular y se caracteriza por fluctuaciones de velocidad; estas aumentan la transferencia de momento, energía y especies y, por consiguiente, aumenta la fricción de la superficie asi como la transferencia por convección” [1].( ver figura 1)Podrimos acercarnos a una definición más particular y haciendo uso de nuestras experiencias sensoriales afirmando que cuando inyectamos un chorro de tinta a un flujo de agua podemos observar que la tinta seguía un camino recto y definido, lo que indicaba que el fluido se traslada en capas paralelas (láminas), sin movimientos de mezcla macroscópica entre las capas. Pero caso opuesto pasa con un fluidoturbulento que al incrementarse el caudal, el chorro de tinta se ve que la misma se dvide conformando un movimiento irregular y extendido por toda la sección transversal del tubo, lo que indicaba la presencia en el fluido de movimientos macroscópicos dando lugar a una mezcla irregular de la tinta y el fluido.[2]

Figura 1.

Reynolds fue un científico curioso realizo un experimento en el cualdetermino que: “el comportamiento de un fluido, en particular en lo que se refiere a las perdidas de energía, depende de que el flujo sea laminar o turbulento (….) por esta razón, se necesita un medio para predecir el tipo de flujo sin tener que observarlo. En efecto, la observación directa es imposible para fluidos que se encuentran en conductos opacos. Se puede mostrar experimentalmente yverificar analíticamente que el carácter del flujo en un conducto redondo depende de cuatro variables: la densidad del fluido, ρ, la viscosidad del fluido, µ, el diámetro del conducto, D, y la velocidad del flujo, v”. [3]
Osborne Reynolds fue el primer científico de su época en demostrar que se puede predecir la naturaleza de un fluido, es decir si este es laminar o turbulento si se conoce la...