El experimento de Reynolds

3.1
El experimento de Reynolds
permite describir la fluctuación del fluido para determinar el comportamiento de este dentro de la tubería, esto sirve para corregir el diseño y hacer que el fluido se comporte de la manera que el fin lo requiera. Para esto se utiliza el numero de Reynolds para el cual se determinaron unos rangos para determinar el tipo de flujo, (laminar, transición yturbulento)
Según la viscosidad del fluido, un flujo se puede clasificar en laminar o turbulento.
En el flujo turbulento las partículas se mueven sin seguir un orden establecido, en trayectorias completamente erráticas.
El flujo turbulento se caracteriza porque el fluido continuamente se mezcla, de forma caótica, como consecuencia de la ruptura de un flujo ordenado de vórtices, que afectan zonas endirección del movimiento. El flujo del agua en los ríos o el movimiento del aire cerca de la superficie de la tierra son ejemplos típicos de flujos turbulentos.

Numero de reynods

-¿Qué es el número de Reynolds?

Es un valor que nos ayuda a identificar la naturaleza de un flujo en una tubería, ya sea laminar, en transición o turbulento.

-¿De cuáles variables depende?

Depende de ladensidad, velocidad, diámetro o longitud y viscosidad dinámica, en términos de ésta; y de la velocidad, diámetro y viscosidad cinemática, en términos de ésta.

Reynolds (1874) estudió las características de flujo de los fluidos inyectando un trazador dentro de un líquido que fluía por una tubería. A velocidades bajas del líquido, el trazador se mueve linealmente en la dirección axial. Sin embargo amayores velocidades, las líneas del flujo del fluido se desorganizan y el trazador se dispersa rápidamente  después de su inyección en el líquido. El flujo lineal se denomina Laminar y el flujo errático obtenido a mayores velocidades del líquido se denomina Turbulento
Las características que condicionan el flujo laminar dependen de las propiedades del líquido y de las dimensiones del flujo. Conformeaumenta el flujo másico aumenta las fuerzas del momento o inercia, las cuales son contrarrestadas por la por la fricción o fuerzas viscosas dentro del líquido que fluye. Cuando estas  fuerzas opuestas alcanzan un cierto equilibrio se producen cambios en las características del flujo. En base a los experimentos realizados por Reynolds en 1874 se concluyó que las fuerzas del momento son función dela densidad, del diámetro de la tubería y de la velocidad media. Además, la fricción o fuerza viscosa depende de la viscosidad del líquido. Según dicho análisis, el Número de Reynolds se definió como la relación existente entre las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas (o de rozamiento).

Este número es adimensional y puede utilizarse para definir las características del flujo dentro de unatubería.
El número de Reynolds proporciona una indicación de la pérdida de energía causada por efectos viscosos. Observando la ecuación anterior, cuando las fuerzas viscosas tienen un efecto dominante en la pérdida de energía, el número de Reynolds es pequeño y el flujo se encuentra en el régimen laminar. Si el Número de Reynolds es 2100 o menor el flujo será laminar. Un número de Reynolds  mayorde 10 000 indican que las fuerzas viscosas influyen poco en la pérdida de energía y el flujo es turbulento.

-flujo laminar y flujo turbulento

cuando analizamos un fluido en una corriente de flujo, es importante ser capaces de determinar el caracter del flujo. en algunas condiciones, el fluido parecera que fluye en capas, de una manera uniforme y regular. se puede observar este fenomenocuando se abre un grifo de agua lentamente, hasta que el chorro es uniforme y estable.a este tipo de flujo se le conoce como flujo laminar. si se abre mas el grifo, permitiendo que aumente la velocidad del flujo, se alcanzaria un  punto en el que el flujo ya no es uniforme ni regular. el agua del chorro parecera que se mueve de una manera bastante caotica. al flujo, entonces, se le conoce como flujo...