El Experimento de Osborne Reynolds

Introducción

Osborne Reynolds nació el 23 de agosto de 1842 en Belfast (Irlanda del Norte), y murió el 21 de febrero de 1912 en Watchet (Inglaterra), fue un ingeniero y físico 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.

¿Qué motivo a osborne Reynolds, hacer tal experimento?

Reynolds buscaba determinar si el movimiento del agua era laminar o turbulento, existen varias influencias para el orden, como su viscosidad o aglutinamiento, cuando más glutinoso sea el fluido, menos probable es que el movimiento regular se altere en alguna ocasión. Por otro lado tanto la velocidad y el tamaño son favorables a la inestabilidad, cuanto más ancho sea el canal y más rápida la velocidad mayor es la probabilidad de remolinos. La condición natural del flujo era, para Reynolds, no el orden sino el desorden; y la viscosidad es el agente que se encarga de destruir continuamente las perturbaciones. Una fuerte viscosidad puede contrarrestarse con una gran velocidad.

Reynolds bajo el punto de vista dimensional y con las ecuaciones fundamentales del movimiento comenzó a resolver dichas dudas. A presión constante, pensó, las ecuaciones del movimiento de un fluido equilibran el efecto de inercia, representado por la energía cinética contenida en la unidad de volumen, rU2, con el efecto viscoso, representado por el esfuerzo de Newton, mU/c, donde U es la velocidad media y c una longitud característica de la corriente en estudio (el diámetro del tubo por ejemplo). Dio origen al siguiente parámetro llamado "Número de Reynolds":Efecto de inercia/Efecto viscoso = rU2/(mU/c) = rUc/m

Objetivos

• Se buscaba resolver si el movimiento del agua era de un movimiento laminar o turbulento

• También se buscó Determinar si la viscosidad era agente encargado de destruir las perturbaciones en un fluido

• Se pudo dar a conocer que una fuerte viscosidad puede contrarrestar una gran velocidad

Tipos de flujos

Flujo Laminar:

Es uno de los dos tipos principales de flujo en fluido Se llama flujo laminar o corriente laminar, al tipo de movimiento de un fluido cuando éste es perfectamente ordenado, estratificado, suave, de manera que el fluido se mueve en láminas paralelas sin entremezclarse si la corriente tiene lugar entre dos planos paralelos, o en capas cilíndricas coaxiales.-

Flujo Turbulento:

Se llama flujo turbulento o corriente turbulenta al movimiento de un fluido que se da en forma caótica, en que las partículas se mueven desordenadamente y las trayectorias de las partículas se encuentran formando pequeños remolinos aperiódicos, como por ejemplo el agua en un canal de gran pendiente. Debido a esto, la trayectoria de una partícula se puede predecir hasta una cierta escala, a partir de la cual la trayectoria de la misma es impredecible, más precisamente caótica.

Régimen De Transición:

Para valores de 2000 < Re < 4000 la línea de colorante pierde estabilidad formando pequeñas ondulaciones variables en el tiempo, manteniéndose sin embargo delgada. Este régimen se denomina de transición.

Regímenes de flujo.

Comportamiento del líquido a diferentes velocidades.

Distribuciones típicas de velocidad.

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