Mecánica de fluidos

MECÁNICA
DE FLUIDOS
•

FLUJO LAMINAR

•

FLUJO TURBULENTO

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NÚMERO DE REYNOLDS

FLUJO LAMINAR
Se denomina flujo laminar al flujo de fluido que parece
moverse en láminas continuas con poca o ninguna mezcla
de una capa con las adyacentes.

Ilustración del fluido laminar en un tubo
circular.

FLUIDO TURBULENTO
Cuando los elementos de un fluido parecen mezclarse en
forma caótica dentro de lacorriente se denomina flujo
turbulento.

ZONA DE TRANSICIÓN
Se denomina zona de transición a la región en
la que el fluido cambia de laminar a turbulento.
En esta zona se la corriente parece oscilar hacia
dentro y hacia afuera en una sección transversal.
Las
velocidades
mayores
producen
más
oscilaciones de ese tipo hasta que el flujo se
vuelve turbulento, eventualmente.

La índole de flujo dependede la viscosidad del
fluido.
Es más probable que el fluido de líquidos de
viscosidad baja, sea turbulenta.
La trayectoria del flujo afecta su fluido.
El flujo turbulento favorece:
• Mezcla de dos o más fluidos.
• Acelerar reacciones químicas.
• Incrementar la transferencia de calor hacia dentro del fluido.

NÚMERO DE REYNOLDS
El comportamiento de un fluido, depende de que sea
laminar o turbulento.Por eso, se necesita un medio
para predecir el tipo de flujo sin tener que observarlo
en realidad.

NÚMERO DE REYNOLDS
Reynolds fue el primero en demostrar que es
posible pronosticar el flujo laminar o turbulento
si se conoce la magnitud adimensional.
•
 :

Lo que equivalente por:

Densidad del fluido.
Velocidad característica del fluido.
: Diámetro de la tubería a través de la cual circula elfluido.
: Viscosidad dinámica del fluido.
: Viscosidad cinemática del fluido (m²/s).

VISCOSIDAD DE LOS
FLUIDOS
La viscosidad es : la facilidad con la que un liquido se
derrame, entre mas viscosa el liquido es mas lento (un
fluido que ofrece resistencia al movimiento relativo de sus
moléculas).
Nota: la perdida de energía es debida a la fricción y esto se
debe a la viscosidad.

VISCOSIDADDINÁMICA
Cuando un fluido esta en movimiento tiene una tensión de
corte (se denota como
) puede definirse como la
fuerza requerida para deslizar una capa de área unitaria
sobre otra de la misma sustancia.

Nota : la magnitud de la tensión de corte es directamente
proporcional al cambio de velocidad entre diferentes
posiciones del flujo.

 
Velocidad en un fluido en movimiento:
Condición de un fluido enmovimiento es que el fluido tiene
la misma velocidad que la frontera.
gradiente de velocidad o rapidez de corte
La tención de corte del fluido es proporcional al gradiente
de velocidad representado como:
constante de proporcionalidad (my) se conoce como
viscosidad dinámica del fluido.

UNIDADES DE LA
VISCOSIDAD DINÁMICA
 Ecuación de viscosidad dinámica despejando µ:
Las unidades para µ puedenderivarse al sustituir unidades
SI en ligar de las cantidades involucradas obteniendo:
puesto que el Pa es otro para las unidades N/ también
podemos expresar a µ como

 las unidades de µ se cambian con otros términos ( en el
especial las densidad) representar a µ en términos de kg, en
lugar de N:
1N= 1kg · m/, la viscosidad dinámica puede expresarse
como:
Así, tanto N·s/ ,Pa·s como kg/m·s puedeutilizarse como
unidades de µ

VISCOSIDAD DINÁMICA
unidades de la viscosidad dinámica en tres unidades de
sistema mas ampliamente utilizados:
Sistema de unidades

Unidades de viscosidad dinámicas

Sistema internacional (SI)

N·s/m2.Pa ·s, o kg/m·s

Sistema británico de unidades

Lb-s/pies2 o slug/pie-s

Sistema cgs (obsoleto)

Poise= dina ·s/cm2=g/(cm·s)=0.1Pa·s
Centipoise= poise/100=0.001 Pa·s=1.0mPa·s

unidades de la viscosidad cinemática en tres unidades de
sistema mas ampliamente utilizados

VISCOSIDAD
CINEMÁTICA
 La viscosidad cinemática v(ny), se define como:
puesto que µ y ρ son propiedades del fluido, v también lo
es:
Derivamos las unidades SI para la viscosidad cinemática al
sustituir para µ y ρ:

NÚMERO DE REYNOLDS
Es la relación de la fuerza de inercia sobre el
elemento de...