Ecuación de Reynolds

Ecuación de Reynolds

Autor: Linares Carlos C.I. 25.162.665 Correa Gilberto C.I. 23.477.074

Ingeniería Mecánica. Prof. Abilexy Montilla

Mecánica de fluidos, sección “A”, 19 de Marzo de 2015

Karlosjhose1995@gmail.com

Resumen: El objetivo de esta práctica es esta práctica es estudiar las ecuaciones planteadas por Osborne Reynolds, sus aplicaciones, las condiciones en las cuales está el flujo de un fluido, las variables que pueden afectar un fluido y hacer que cambie de un tipo de flujo a otro. Palabras clave: Flujo laminar, Flujo turbulento, viscosidad, Densidad, velocidad.

INTRODUCCIÓN

El efecto de la viscosidad obliga a un fluido real a comportarse de 2 maneras distintas, siendo los regímenes típicos del escurrimiento viscoso, laminar y el turbulento. Las características de ambos regímenes fueron demostradas por Osborne Reynolds (1883); Reynolds observo que para pequeños caudales (pequeña abertura de la válvula regulación) se formaba un filamento muy delgado a lo largo de la tubería de Reynolds. Esta observación se efectuó utilizando un colorante. Observo así mismo que el filamento no se esparcía a lo ancho sino que permanecía como una lámina paralela al eje de la tubería y a lo largo de esta; estas características de las líneas de corriente son típicas de flujo laminar. Sin embargo, al aumentar el caudal abriendo más la válvula de regulación y obteniendo mayores velocidades el filamento del colorante comenzaba a ondear (el flujo es transicional) y terminaba mezclándose con el resto del fluido de la tubería (el flujo es turbulento). Reynolds pudo obtener conclusiones a sus observaciones introduciendo un numero adicional ‘’Re’’ que luego fue llamado número de Reynolds.

DESARROLLO

Osborne Reynolds fue un ingeniero y físico irlandés que realizó importantes contribuciones en los campos de la hidrodinámica y la dinámica de fluidos, siendo la más notable la introducción del Número de Reynolds en 1883.

Estudió matemáticas en la Universidad de Cambridge, donde se graduó en 1867. Al año siguiente fue nombrado profesor de ingeniería del Owens College en Mánchester que, posteriormente, se convertiría en la Victoria University of Manchester, siendo titular de la Cátedra de Ingeniería cuando, por aquellos años tan sólo había dos de estas cátedras en toda Inglaterra.

Con su gran cantidad de estudios realizados el formulo teoremas y formulas las cuales son de gran importancia para nosotros.

Flujo Laminar: flujo bien ordenado en el que las partículas de fluido se mueven en líneas rectas y paralelas. Cumple la ley de Newton de la viscosidad.

Flujo Turbulento: las partículas del fluido no permanecen en capas sino que se mueven en forma heterogénea a través del flujo, deslizándose más allá de otras partículas, chocando con algunas otras al azar, que produce un mezclado rápido y continuo del fluido.

Numero de Reynolds:

Con diversos estudios se ha podido demostrar que la transición del flujo laminar al turbulento en tuberías no está solo en una función de la velocidad, sino también de la densidad y viscosidad del fluido y del diámetro del tubo. Estas se combinan en la expresión del número de Reynolds, que es adimensional:

N= (D×V×ρ)/μ

Donde:

D: Diametro de la tubería

V: Velocidad del fluido

ρ: Densidad del fluido

μ: Viscosidad del fluido

Para una viscosidad pequeña, siempre existirá una región delgada alrededor del cuerpo debido al alto gradiente de velocidad ocasionado por el hecho de que el fluido se pega a la frontera en el cual se crea un esfuerzo cortante

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