semana 4. flujo laminar y turbulento
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CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS
En 1883 Osborne REYNOLDS (1842-1912) realizó un experimento que sirvió para poner en evidencia las diferencias entre flujo laminar y flujo turbulento
FOTOGRAFIAS DE LOS DIVERSOS REGIMENES DE FLUJO EN EL TANQUE DE REYNOLDS
FLUJO LAMINAREl régimen laminar se caracteriza por un movimiento ordenado de las partículas de fluido, existiendo unas líneas de corriente y trayectorias bien definidas.
EJEMPLO DE BANCO DE FLUJO LAMINAR
Ha sido diseñado para simular un flujo ideal de fluido, y para ofrecer una visualización clara de los patrones de flujo creados usando agua como fluido de trabajo.
FLUJO TURBULENTO
En el régimen turbulento las partículas presentan un movimiento caótico sin que existan unas líneas de corriente ni trayectorias definidas.
FLUJO TURBULENTO
La turbulencia modifica significativamente parámetros tales como:
La resistencia a la fricciónLa transmisión de calor La capacidad de mezcla
Es necesario su comprensión y su caracterización
“LA MAYOR CONTRIBUCIÓN
DE REYNOLDS”
Siendo la velocidad media del flujo:‘D’ el diámetro ‘ν’ la viscosidad cinemática del fluido
En todos los flujos existe un valor de este parámetro, denominado en su honor número de Reynolds para el cual se produce la transición de flujo laminar a flujo turbulento, habitualmente denominado número de Reynolds crítico.
“CARACTERÍSTICAS GENERALES
DE LOS FLUJOS TURBULENTOS”
Humo de un cigarrillo
Chorro de un grifo
Vuelo en un avión
Estelas de objetos sumergidos
EJEMPLO DE CHORRO TURBULENTO
FLUJO PRINCIPAL REMOLINOS FLUJO TURBULENTO
La transición del flujo laminar al turbulento y la complejidad del flujo turbulento cuando el humo de un cigarrillo asciende en aire muy tranquilo. Al principio, sube con un movimiento laminar a lo largo de líneas de corriente, pero al cabo de cierta distancia se hace inestable y se forma un sistema de remolinos entrelazados.
HAY QUE TENER EN CUENTA QUE LA TURBULENCIA NO ES UNA PROPIEDAD DEL
FLUIDO, SINO DEL FLUJO:
Irregularidad
Tridimensionalidad
Difusividad
Disipación
Altos números de Reynolds
Las transiciones entre los patrones de flujo no ocurren de manera muy clara.
Ellas ocurren en un rango determinado por la geometría, propiedades y parámetros del sistema.
Frecuentemente en estos flujos de transición, la caída de presión y las características de transferencia de calor cambian, lo cual puede ser un factor de importancia para considerar al momento de diseñar un sistema
FLUJO DE TRANSICION
FLUJO DE TRANSICION
Transición burbuja-slug.
Transición slug-churn.
Transición a anular