El documento habla sobre el número de Reynolds y cómo puede indicar si el flujo de un fluido es laminar o turbulento. Explica que el número de Reynolds depende de la velocidad del fluido, su viscosidad y diámetro del tubo, y que valores menores a 2,000 indican flujo laminar, mayores a 3,000 indican flujo turbulento. También presenta ejemplos de cálculos del número de Reynolds para diferentes fluidos en tuberías.
2. NUMERO DE REYNOLDS, FLUJO LAMINAR O
TURBULENTO
• El numero de Reynolds es un numero adimensional utilizado en mecánica de
fluidos, diseño de reactores y fenómenos de transporte para caracterizar el
movimiento de un fluido. Su valor indica si el flujo sigue un modelo laminar o
turbulento.
• Osborne Reynolds fue el primero en demostrar que es posible pronosticar el
flujo laminar o turbulento si se conoce la magnitud de un numero adimensional
al que se denominara numero de Reynolds 𝑁 𝑅 .
• La siguiente ecuación muestra la definición básica del numero de Reynolds.
𝑁 𝑅 =
𝜈𝐷𝜌
𝜂
3. NUMERO DE REYNOLDS, FLUJO LAMINAR O
TURBULENTO
Donde :
• 𝜌 = densidad del fluido
• 𝜇 = su viscosidad
• 𝐷 = diametro del tubo
• 𝜈 = velocidad promedio del flujo
𝑁 𝑅 =
𝜈𝐷𝜌
𝜇
4. NUMERO DE REYNOLDS, FLUJO LAMINAR O
TURBULENTO
Si 𝑁 𝑅 < 2 000, 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 𝑒𝑠 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑙𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎𝑟
Si 𝑁 𝑅 > 3 000, 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 𝑒𝑠 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑡𝑢𝑟𝑏𝑢𝑙𝑒𝑛𝑡𝑜
2 000 < 𝑁 𝑅 < 3 000, 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 𝑒𝑠 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑖𝑛𝑒𝑠𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒
• 𝜌 = densidad del fluido
• 𝜇 = viscosidad dinámica del fluido
• 𝐷 = diametro interno de la tuberia
• 𝜈 = velocidad promedio del fluido
𝑁 𝑅 =
𝜈𝐷𝜌
𝜇
5. NUMERO DE REYNOLDS, FLUJO LAMINAR O
TURBULENTO
𝑁 𝑅 =
𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎𝑠 − 𝐼𝑛𝑒𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙𝑒𝑠
𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎𝑠 − 𝑣𝑖𝑠𝑐𝑜𝑠𝑎𝑠
=
𝜌𝐷𝜈
𝜇
• Los fluidos tienen numero de Reynolds grandes debido a una velocidad elevada
y/o una viscosidad baja , y tienden a ser turbulentos.
• Aquellos fluidos con viscosidad alta y que se muevan a velocidades bajas tendrán
números de Reynolds bajos y tenderán a comportarse en forma laminar
6. PROBLEMAS DE APLICACIÓN
1. Una tubería de 40 mm de diámetro pasa un chorro de agua, a una velocidad de
0.04 m/s, calcular el numero de Reynolds y determinar si el flujo es laminar o
turbulento.
Solución:
Densidad del agua = 1000 g/cm3
viscosidad =
Diámetro = 0.04 m 𝑁 𝑅 = 1595.2
Velocidad = 0.04 m/s Como el numero de Reynolds es menor a
2000 es
un flujo laminar
1.003 × 10−3
𝑁. 𝑆/𝑚2
𝑁 𝑅 =
𝜈𝐷𝜌
𝜇
=
1000 0.04 0.04
0.001003
7. PROBLEMAS DE APLICACIÓN
2. Un numero de Reynolds para el flujo de agua a 20 grados Celsius, que se mueve
dentro de un tubo circular de 2 mm de diámetro es 1200. calcula la rapidez con la
que circula.
Solución:
Diámetro = 2mm = 0.002 m
20 grados Celsius, 𝜇=1x10−3, 𝜌 = 1000𝑘𝑔/𝑚3
𝑁 𝑅 =
𝜈𝐷𝜌
𝜇
𝜈 =
𝑁 𝑅 𝜇
𝐷𝜌
𝜈 =
1200𝑥10−3
1000 2𝑥10−3
= 0.60 𝑚/𝑠
8. PROBLEMAS DE APLICACIÓN
3. Para una tubería con un diámetro interior de 2.067 pulgadas, fluye agua a 303
kelvin, con una velocidad de 10 gal/min. Calcule el numero de Reynolds.
Solución:
9. PROBLEMAS DE APLICACIÓN
4. A través de un tubo de 6 pulgadas de diámetro fluyen 124 L/s de agua (H2O) con
una temperatura de 15 grados Celsius. Calcule el numero de Reynolds y establezca
si el flujo es laminar o turbulento. ¿Cuál seria el numero de Reynolds si el fluido
fuera ahora petróleo crudo con 𝜌 = 0.86
𝑔𝑟
𝑐𝑚3 𝑦 𝜇 = 0.8 𝑃𝑎 𝑠 ?
Solución: