Número de Reynolds
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Número de Reynolds, número adimensional utilizado en mecánica de fluidos, diseño de reactores y fenómenos de transporte. Relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en numerosos problemas de dinámica de fluidos.
Sumario
Definición
Desde un punto de vista matemático el número de Reynolds de un problema o situación concreta se define por medio de la siguiente fórmula:
- Donde:d = diámetro de la tubería
- v = velocidad del fluido
- ρ = densidad del fluido
- μ = viscosidad del fluido
Descubrimiento y Usos
Su uso adquiere importancia para conocer el tipo de flujo en forma cuantitativa lo que conlleva a conocer la estructura interna del régimen de un fluido en movimiento para estudiarlo detalladamente definiéndolo en forma cuantitativa. Este análisis es importante en los casos donde el fluido debe ser transportado de un lugar a otro. Como para determinar las necesidades de bombeo en un sistema de abastecimiento de agua, deben calcularse las caídas de presión ocasionadas por el rozamiento en las tuberías, en un estudio semejante se lleva a cabo para determinar el flujo de salida de un reciente por un tubo o por una red de tuberías. Los diferentes regímenes de flujo y la asignación de valores numéricos de cada uno fueron reportados por primera vez por Osborne Reynolds en 1883. Reynolds observó que el tipo de flujo adquirido por un fluido que fluye dentro de una tubería depende de la velocidad del líquido, el diámetro de la tubería y de algunas propiedades físicas del fluido. Dicho número o combinación adimensional aparece en muchos casos relacionado con el hecho de que el flujo pueda considerarse laminar (número de Reynolds pequeño) o turbulento (número de Reynolds grande).
El Número de Reynolds y el carácter del flujo
El número de Reynolds permite predecir el carácter turbulento o laminar en ciertos casos. En conductos o tuberías (en otros sistemas, varía el Reynolds límite): Si el número de Reynolds es menor de 2000 el flujo será laminar y si es mayor de 3000 el flujo será turbulento. El mecanismo y muchas de las razones por las cuales un flujo es laminar o turbulento es todavía hoy objeto de especulación.
Flujo sobre la capa límite en problemas de Ingeniería Aeronáutica
En ingeniería aeronáutica el flujo sobre la capa límite de la corriente de aire es sumamente importante: La transición ocurre normalmente para valores de número de Reynolds entre medio millón y 10 millones y se producirá antes o después dependiendo en gran medida de la rugosidad de la superficie, de la superficie, de la turbulencia de la corriente libre de aire y de la distribución de presiones Además, sabemos que el número de Reynolds depende de la dimensión característica del objeto que se mueve en el fluido, por ende podemos considerar lo siguiente:
Número de Reynolds local
Cuando la longitud característica (l) corresponde la distancia del borde de ataque.
Número de Reynolds global
Cuando la longitud característica (l) corresponde a la cuerda del perfil, u otra distancia que represente la aeronave (longitud del fuselaje, envergadura).
Flujo sobre la capa límite en problemas de Hidráulica
En problemas donde el fluido considerado es el agua, se ha demostrado mediante experimentación en laboratorio que entre un número de Reynolds de 2.000 a 4.000 se encuentra la etapa de transición laminar-turbulento en el flujo de la capa límite.
