Números adimensionales

Números adimensionales.
Número a dimensional es un número que no tiene unidades físicas que lo definan y por lo tanto es un número puro. Los números adimensionales se definen como productos o cocientes de cantidades que sí tienen unidades de tal forma que todas éstas se simplifican. Dependiendo de su valor estos números tienen un significado físico que caracteriza unas determinadaspropiedades para algunos sistemas.
Números a dimensionales utilizados para el cálculo de fluidos:
Número de Reynolds:
En dinámica de fluidos, número adimensional que puede utilizarse para definir las características del flujo dentro de un conducto. Proporciona una indicación de la pérdida de energía causada por efectos viscosos. Si el Número de Reynolds es 2000 o menor el flujo será laminar, si estáentre 2000 y 4000 se encuentra en una zona crítica y no se sabe su naturaleza, y si es 4000 o superior el flujo será turbulento. Un número de Reynolds mayor de 10 000 indica que las fuerzas viscosas influyen poco en la pérdida de energía y el flujo es turbulento.
Número de Nusselt:
El número de Nusselt es una magnitud bastante utilizada para la determinación del coeficiente de transferencia de calorpor convección, basada en el análisis dimensional, la cual es utilizada para determinar parámetros a través de relaciones de similitud. El número de Nusselt también es función de otro número adimensional, el número de Reynolds, así como el número de Prandtl.

Cálculo del número de Nusselt
El número de Nusselt proporciona una medida de la transferencia convectiva de calor en la superficie,siendo definido como:

Donde:
Nu = número de Nusselt;
h = coeficiente de convección;
L = longitud característica teniendo como valor por defecto L = 1;
k = coeficiente de conductividad térmica del fluido.


Número de Prandtl:

El número de Prandtl representado por Pr, al igual que muchos números tratados anteriormente, es considerado como un número adimensional, que va en proporción alcociente entre la difusividad de momento, conocida como viscosidad y la difusividad térmica. Este número recibe su nombre en honor a Ludwig Prandtl, se encuentra definido por la siguiente fórmula:

Donde se tiene que:

ν = viscosidad cinemática.
α = difusividad térmica.
Cp = capacidad calorífica a presión constante.
μ = viscosidad.
k = conductividad térmica.

Número de Grashof:

El númerode Grashof, representado por Gr, es un número adimensional, que pertenece a la mecánica de fluidos, este número es proporcional al cociente entre las fuerzas de flotación y las fuerzas viscosas (las cuales actúan en un fluido). 

Este tipo de número es llamado así en honor al ingeniero Franz Grashof de procedencia alemana. 

La fórmula del número de Grashof está definida de la siguientemanera:




Donde:
g = aceleración de la gravedad.
β = coeficiente de expansión térmica.
Ts = temperatura de una superficie.
T∞ = temperatura ambiente.
L = longitud característica.
ν = viscosidad cinemática.

Número de Peclet:

En mecánica de fluidos, el número de Peclet (Pe) es un número adimensional que relaciona la velocidad de advección de un flujo y la velocidad de difusión,habitualmente difusión térmica. Es equivalente al producto del número de Reynolds y el número de Prandtl en el caso de difusión térmica, y al producto del número de Reynolds y el número de Schmidt en el caso de difusión másica. Se llama así en honor a Jean Claude Eugène Péclet.
Para difusión térmica, el número de Peclet se define como:


Y para difusión másica:

En donde:
L es una longitudcaracterística.
V es la velocidad del fluido.
α es la difusividad térmica 
D es la difusividad másica.
k es la conductividad térmica.
ρ es la densidad del fluido.
 es la capacidad calorífica a presión constante.
Número de Lewis:
El Número de Lewis (Le) es un número adimensional definido como el cociente entre la difusividad térmica y la difusividad másica. Se usa para caracterizar flujos en...