Reynolds

Mecánica de Fluidos

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Tema 6

FLUJOS INTERNOS
Introducción
El objeto de este tema es el estudio de los flujos reales (viscosos) en el interior de conductos, ya sean circulares o de otrasformas. Es decir todos aquellos flujos limitados por superficies sólidas. Cuando se trata con flujos reales las fuerzas viscosas suelen tener una gran importancia ya que producen esfuerzos cortantes conel movimiento del fluido.

Flujo laminar y flujo turbulento
Los flujos viscosos se pueden clasificar en laminares y turbulentos, tendiendo en cuanta la estructura interna de flujo. En un flujolaminar, la estructura del flujo se caracteriza por el movimiento en láminas o capas. En régimen turbulento la estructura del flujo se caracteriza por movimientos tridimensionales aleatorios de laspartículas de fluido, superpuesto al movimiento promedio. Un parámetro muy importante en los flujos reales es el número de Reynolds, que se define como el cociente entre las fuerzas inerciales y las fuerzasviscosas, y se suele expresar como:

Re =

Vρ l

μ

Turbulento

La importancia de este parámetro radica principalmente en el hecho de permitir definir si el flujo es laminar o turbulento.Esto ya que muchos estudios empíricos han permitido estimar, en función del número de Reynolds, el tipo de flujo que se tiene. Es así por ejemplo que se sabe que para números de Reynolds pequeños(Re2x106 Re 4x103 n 6 7 9 10 Es de notar que este método tiene ciertas imprecisiones y no permite determinar el perfil ni en el centro del tubo en donde la pendiente debe ser cero, ni en las paredes deltubo donde se obtiene una pendiente infinita. La figura siguiente muestra el perfil de velocidades obtenido con este método comparado con un perfil laminar:

Laminar

V Turbulento

Para estemétodo se puede obtener la expresión siguiente para la velocidad promedio en la tubería:

V =

∫ u (r )2πrdr =
r0 0

πr0 2

2n 2 u (n + 1)(2n + 1) max

Pérdida de carga
En el caso de flujo...