Flujo laminar y turbulento

Abril Lizet Aviña Hermosillo13300391 Diana Valeria González Ruvalcaba 13300496 Edma Jeaneth Jiménez García 13300522

José Alfredo Ocegueda Sánchez 13300592 Osiel Antonio Castillo

Cruz 13300418

4E2 T/M

24 de febrero de 2015

En la siguiente presentación, se mostrará una parte de la historia de los fluidos y el estudio de su comportamiento; además se definirán los conceptos de flujo laminar y turbulento, mediante recursos gráficos y ejemplos cotidianos en los que están presentes. Por último se presentarán las conclusiones, las referencias y las preguntas de repaso.

Introducción

• Los primeros experimentos documentados del comportamiento de fluidos de baja velocidad a través de tuberías se realizaron por Poiseuille y Gotthilf Heinrich Ludwig Hagen.

• Posteriormente Navier intentó incluir los efectos de la viscosidad en ecuaciones matemáticas.

• Sir George Gabriel Stokes perfeccionó las ecuaciones básicas para los fluidos viscosos incompresibles y actualmente se les conoce como ecuaciones de Navier-Stokes.

Antecedentes

Antecedentes

• En 1883 Osborne Reynolds demostró la diferencia básica entre los dos tipos de flujo con un experimento: inyectó un delgado chorro de tinta en medio del flujo de agua a través de un tubo transparente.

• También determinó que la transición del flujo laminar al turbulento era función de un único parámetro el “número de Reynolds”. Menor de 2000 - flujo será laminar;

Mayor a 4000 – flujo turbulento.

Desarrollo del Tema

Flujo laminar y turbulento

Flujo laminar o de PoiseuilleEs aquel en el que el movimiento de las partículas tiene solamente el sentido y la dirección del movimiento principal del fluído.

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 distintas capas.

Flujo laminar o de Poiseuille

• Se dice que este flujo es aerodinámico. Ocurre a velocidades relativamente bajas o viscosidades altas.

EJEMPLOS DEL FLUJO LAMINAR.

Ejemplos en donde se puede presentar son: En un conducto cerrado trabajando a presión (tubería). En un conducto abierto (canal). Campanas de flujo laminar.

Ejemplos del flujo laminar.

Flujo turbulento.

•En el flujo turbulento las partículas se mueven en trayectorias irregulares, que no son suaves ni fijas. •El flujo es turbulento si las fuerzas viscosas son débiles en relación con las fuerzas inerciales.

Flujo turbulento.

•La turbulencia según la definición de Taylor y Von Kárman, se produce por el paso del fluido sobre superficies de frontera, o por el flujo de capas de fluido, a diferentes velocidades que se mueven una encima de la otra.

Tipos de turbulencia.

•Turbulencia de pared: generada por efectos viscosos debida a la existencia de paredes.

• Turbulencia libre: producida en la ausencia de pared y generada por el movimiento de capas de fluido a diferentes velocidades.

Tipos de turbulencia.

VS

Tipos de turbulencia.

Energía mecánica acorde al tipo de flujo.

La energía mecánica mientras se mantiene dentro de un flujo va disminuyendo acorde a si es turbulento o laminar; en el flujo turbulento la pérdida de energía varía aproximadamente con el cuadrado de la velocidad, mientras que en el laminar varía linealmente acorde a la velocidad del fluido.

ConclusionesCon la información recaudada se concluyó que, gracias a experimentos e investigaciones realizados, se sabe que existen dos tipos de flujo: laminar y turbulento (dependientes de su velocidad y viscosidad), esto es de gran importancia ya que permite dar una correcta y eficaz aplicación a cada tipo de fluido para generar así un mayor aprovechamiento en los procesos a los que son aplicados.

• la guia 2000. (Septiembre de 2006). Recuperado el 24 de Febrero de 2015, de http://fisica.laguia2000.com/dinamica-clasica/flujo-laminar-y-flujo-turbulento

• Fisicanet. (s.f.). Recuperado el 24 de Febrero de 2015, de http://www.fisicanet.com.ar/fisica/dinamica_fluidos/ap01_hidrodinamica.php

• Universidad Politécnica de Madrid. (27 de Marzo de 2012). Resistencia de fluídos. Madrid, España. Recuperado el 24 de febrero del 2015.

Referencias Bibliográficas

•la guia 2000. (Septiembre de 2006). Recuperado el 24 de Febrero de 2015, de http://fisica.laguia2000.com/dinamica-clasica/flujo-laminar-y-flujo-turbulento•Fisicanet. (s.f.). Recuperado el 24 de Febrero de 2015, de http://www.fisicanet.com.ar/fisica/dinamica_fluidos/ap01_hidrodinamica.php•Mott, R. L. (2006). Mecánica de fluídos aplicada. Pearson. Recuperado el 24 de febrero de 2015.

Referencias Bibliográficas

Preguntas de repaso

• ¿Quién realizó los primeros experimentos del comportamiento de los fluidos?

• ¿Qué hicieron Navier y George Stokes?

• ¿Qué sucedió en1883?

-Poiseuille y Gotthilf Heinrich Ludwig Hagen.

-Incluyeron los efectos de la viscosidad en ecuaciones matemáticas.

-Osborne Reynolds demostró la diferencia básica entre los dos tipos de flujo.

Preguntas de repaso

• ¿Qué característica define al flujo turbulento?

• ¿Cuál es la característica que define al flujo laminar?

• ¿Cómo se ve afectada la perdida de energía en cada flujo?

- Las partículas se mueven en trayectorias irregulares, no son suaves ni fijas.

-Las partículas tienen el sentido y la dirección del fluido.

-En el flujo turbulento varía aproximadamente de acuerdo al cuadrado de la velocidad del fluido y en el laminar varía linealmente con la velocidad

Preguntas de repaso

• ¿ Qué flujo se tiene a mayor fuerza inercial?

• ¿Qué flujo se tiene a mayor fuerza de viscosidad?

• ¿Qué tipo de flujo es el que interviene cuando se hace volar un avión?

-Turbulento.

-Laminar.

-Laminar.