El documento describe las investigaciones de Reynolds sobre los regímenes de flujo laminar y turbulento. Reynolds desarrolló el número de Reynolds, un número adimensional que cuantifica si el flujo de un fluido es laminar o turbulento en función de la velocidad, diámetro del tubo y viscosidad del fluido. El número de Reynolds se utiliza ampliamente en ingeniería de fluidos para predecir el comportamiento de los fluidos.

1. LEYES BÁSICAS PARA UN
SISTEMA
ALUMNO: Axel D. Bolivar M.
CI: 23.745.353
SECCION: Z”A”
PROF. BLANCA SALAZAR

2. Reynolds estudió las características de flujo de los fluidos inyectando un
trazador dentro de un líquido que fluía por una tubería. A velocidades bajas
del líquido, el trazador se mueve linealmente en la dirección axial. Sin
embargo a mayores velocidades, las líneas del flujo del fluido se
desorganizan y el trazador se dispersa rápidamente después de su
inyección en el líquido. El flujo lineal se denomina Laminar y el flujo errático
obtenido a mayores velocidades del líquido se denomina Turbulento.
El número de Reynolds es quizá uno de los números adimensionales más
utilizados. La importancia radica en que nos habla del régimen con que fluye
un operación unitaria estudiada no resulta particularmente atractiva, el
estudio del número de Reynolds y con ello la forma en que fluye un fluido son
sumamente importantes tanto a nivel experimental, como a nivel industrial. A
lo largo de esta práctica se estudia el número de Reynolds, así como los
efectos de la velocidad en el régimen de flujo. Los resultados obtenidos no
solamente son satisfactorios, sino que denotan
una hábil metodología experimental.
Reynolds, en 1881, realizó experiencias que le permitieron definir y
cuantificar, a través del número que lleva su nombre, la forma en que escurre
un fluido. Las experiencias consistieron en hacer escurrir un caudal de agua
variable a voluntad a través de un tubo cilíndrico horizontal de vidrio
transparente. Lograba visualizar un filamento mediante la inyección de un
colorante a través de una aguja inyectora, colocada en el abocinamiento de
entrada del tubo. Observó que para pequeños caudales (consecuentemente
bajas velocidades) con el mismo líquido y el mismo tubo (viscosidad y
diámetro del tubo constantes) el cambio de régimen se producía a

3. velocidades tanto más altas cuanto más altas fueran las viscosidades
cinemáticas de los fluidos empleados.
Esto le permitió a Reynolds definir el número adimensional que lleva
su nombre, que gobierna el proceso y que para tubos cilíndricos se expresa:
𝑅𝑒 =
𝑉. 𝐷
𝑣
V: Velocidad media (m/s)
D: Diámetro interno del tubo (m)
𝒗: Velocidad cinemática del fluido (𝒎^(𝟐 )/ 𝒔)
Reynolds trabaja con el flujo laminar el cual se define como aquel en que el
fluido se mueve en capas o láminas, deslizándose suavemente unas sobre
otras y existiendo sólo intercambio de molecular entre ellas. Cualquier
tendencia hacia la inestabilidad o turbulencia se amortigua por la acción de
las fuerzas cortantes viscosas que se oponen al movimiento relativo de
capas de fluido adyacentes entre sí. Por otro lado, en un flujo turbulento, el
movimiento de las partículas es muy errático y se tiene un intercambio
transversal de cantidad de movimiento muy intenso con esto permite
caracterizar la naturaleza del flujo, es decir, si se trata de un flujo laminar o
de un flujo turbulento, además, indica la importancia relativa de la tendencia
del flujo hacia un régimen turbulento respecto de uno laminar y la posición
relativa de este estado dentro de una longitud determinada.
Cuando hablamos de un flujo laminar hace referencia a que el flujo tiene un
movimiento ordenado, en el que las partículas del fluido se mueven en líneas
paralelas (en capas), sin que se produzca mezcla de materia entre las

4. distintas capas y cuando hablamos de un flujo turbulento se refiere a que el
flujo tiene un movimiento caótico, desordenado con mezcla intensiva entre
las distintas capas.
Cuando aplicamos este tipo de casos el fluido lo definen con los siguientes
valores:
Si Re ≤ 2000 --> Flujo LAMINAR
Si Re ≥ 4000 --> Flujo TURBULENTO
Si 2000 < Re < 4000 --> Región CRÍTICA (no es posible predecir el
régimen del flujo).
Cuando se habla del modelo matemático la fórmula que lo define es:
𝑉.
𝑄
𝐴
Donde:
V: Velocidad a definir
Q: Flujo volumétrico
A: es el área en metros cuadrados por donde pasa el fluido
Otra teoría importante dentro de este tema es la de la capa limite o capa
fronteriza de un fluido es la zona donde el movimiento de éste es perturbado
por la presencia de un sólido con el que está en contacto. La capa límite se
entiende como aquella en la que la velocidad del fluido respecto al sólido en
movimiento varía desde cero hasta el 99% de la velocidad de la corriente no
perturbada.1

5. La capa límite puede ser laminar o turbulenta; aunque también pueden
coexistir en ella zonas de flujo laminar y de flujo turbulento. En ocasiones es
de utilidad que la capa límite sea turbulenta.
Una de las fórmulas más exactas es la de DARCY WEISBACH sin embargo
por su complejidad en el cálculo de coeficiente “f” de fricción ha caído en
desuso.
La fórmula es:
𝐻 = 𝐹
𝐿
𝐷
.
𝑣2
2𝑔
Dónde:
H: perdida de carga o de energía (m).
F: coeficiente de fricción (adimensional).
L: longitud de la tubería (m).
D: diámetro interno de la tubería (m).
V: velocidad media (m/s).
G: aceleración de la gravedad ( 𝑚/𝑠2
)