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Es importante conocer la estructura interna del rgimen de un fluido en movimiento ya que esto nos permite estudiarlo detalladamente definindolo en forma cuantitativa.

Para conocer el tipo de flujo en forma cuantitativa se debe tener en cuenta el nmero de Reynolds. Este anlisis 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 cadas de presin ocasionadas por el rozamiento en las tuberas, 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 tuberas. Nmero de ReynoldsLos diferentes regmenes de flujo y la asignacin de valores numricos de cada uno fueron reportados por primera vez por Osborne Reynolds en 1883.

Reynolds observo que el tipo de flujo adquirido por un fluido que fluye dentro de una tubera depende:

De la velocidad del lquidoEl dimetro de la tuberaAlgunas propiedades fsicas del fluidoNmero de Reynolds

El nmero de Reynolds relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensin tpica de un flujo en una expresin adimensional, que interviene en numerosos problemas de dinmica de fluidos. Desde un punto de vista matemtico el nmero de Reynolds de un problema o situacin concreta se define por medio de la siguiente frmula:

Formula del Numero de ReynoldsAdems el nmero de Reynolds permite predecir el carcter turbulento o laminar en ciertos casos. As por ejemplo en conductos si el nmero de Reynolds es menor de2000 el flujo ser laminar y si es mayor de 4000 el flujo ser turbulento

Flujo LaminarFlujo Turbulento

Comportamiento del lquidoFlujo LaminarCaractersticas

El tipo de movimiento de un fluido es perfectamente ordenadoEstratificado,SuaveEl fluido se mueve en lminas paralelas sin entre mezclarse si la corriente tiene lugar entre dos planos paralelosLa prdida de energa es proporcional a la velocidad media. El perfil de velocidades tiene forma de una parbola, donde la velocidad mxima se encuentra en el eje del tubo y la velocidad es igual a cero en la pared del tubo.Se da en fluidos con velocidades bajas o viscosidades altas, cuando se cumple que el nmero de Reynolds es inferior a 2300.

Flujo laminar (En forma de laminas delgadas)Flujo TurbulentoFluido que se da en forma caticaPartculas se mueven desordenadamente y las trayectorias de las partculas se encuentran formando pequeos remolinos aperidicos.La trayectoria de una partcula se puede predecir hasta una cierta escala, a partir de la cual la trayectoria de la misma es impredecible, ms precisamente catica.Se da en fluidos donde el numero de Reynolds es mayor a 3100

Flujo turbulento.- (Forma muy catica)El flujo "turbulento" se caracteriza porque:

Las partculas del fluido no se mueven siguiendo trayectorias definidas.La accin de la viscosidad es despreciable.Las partculas del fluido poseen energa de rotacin apreciable, y se mueven en forma errtica chocando unas con otras.Al entrar las partculas de fluido a capas de diferente velocidad, su momento lineal aumenta o disminuye, y el de las partculas vecina la hacen en forma contrariaFlujo TransicionalPara valores de:

La lnea del Fluido dentro de la tubera pierde estabilidad formando pequeas ondulaciones variables en el tiempo, mantenindose sin embargo delgada. Este rgimen se denomina de transicin

Flujo De Lquidos Por Tuberas

Cuando hablamos de un fluido dentro de una tubera y este fluido sea liquido entonces en forma practica y conveniente tendremos la siguiente ecuacin de numero de Reynolds.Donde:q = gasto en (barriles/da)L = densidad relativa del liquido (adimensional)d= dimetro de la tubera (pulgadas) = viscosidad del fluido (cp)Ejemplo:Calcular el Numero de Reynolds en una tubera de 3.937 in; por donde fluye un aceite de densidad relativa de 0.9 y con una viscosidad de 46 cp; si el gasto es de 2560 bls/da. Qu tipo de flujo tendremos en la tubera?

Datosq = 2560 (barriles/da)L = 0.9 (adimensional)d= 3.937 (pulgadas) = 46 (cp)Sustituyendo tenemos:

El tipo de flujo que tenemos es de tipo LaminarFlujo De Gas Por TuberasAl igual que para flujo de lquidos por tuberas, es conveniente obtener una ecuacin del nmero de Reynolds para flujo de gas, en la que sus factores estn en unidades prcticas.

Donde:qg= gasto (ft3/da)d= dimetro de la tubera (in)g=viscosidad del aceite (cp)g=densidad relativa del gas (adimensional)Calcular el numero de Reynolds de un gas que fluye en una tubera de produccin con 2 7/8 in de dimetro exterior y un espesor de 0.1345 in, si se sabe que la densidad relativa 0.65; y una viscosidad de 0.00109 cp; si se sabe que se tiene una produccin diaria de 7MMpcd sin estrangulador.Qu tipo de flujo tenemos?

Datosqg= 7,000,000 (ft3/da)g=0.00109 (cp)g=0.65 (adimensional)Calculamos el dimetro interior

Por lo tanto sustituimos en la formula y obtenemos que:

Entonces tenemos un flujo turbulentoEjemplo: