Número de Reynolds

El comportamiento de un fluido depende del régimen del flujo, laminar o turbulento.

Número de Reynolds (Re) Herramienta para determinar y predecir el tipo de flujo

Parámetro adimensional que depende de la densidad y viscosidad del fluido analizado, la

velocidad del mismo y una dimensión característica que depende del sistema a analizar:

O EQUIVALENTE

donde:

: densidad del fluido

: velocidad característica del fluido

: diámetro de la tubería a través de la cual circula el fluido o longitud característica

del sistema

: viscosidad dinámica del fluido

: viscosidad cinemática del fluido

Si Re ↑↑ Flujo tiende a ser turbulento (debido a altas velocidades o bajas viscosidades)

Si Re ↓↓ Flujo tiende a ser laminar (debido a altas viscosidades o bajas densidades)

Números críticos de Reynolds

Para flujo en conductos, el número de Reynolds adopta la primera de las expresiones anteriores.

Normalmente se trabaja con los siguientes rangos:

Si Re ≤ 2000 Flujo LAMINAR

Si Re ≥ 4000 Flujo TURBULENTO

Si 2000 < Re < 4000 Región CRÍTICA (no es posible predecir el régimen del flujo).

Número crítico inferior de Reynolds: Valor del Reynolds por debajo del cual el régimen es

necesariamente laminar. Cualquier perturbación es amortiguada por la viscosidad

LEY DE STOKES

La Ley de Stokes se refiere a la fuerza de fricción experimentada por objetos esféricos moviéndose en el seno de un fluido viscoso en un régimen laminar de bajos números de Reynolds.

donde R es el radio de la esfera, v su velocidad y η la viscosidad del fluido.

a condición de bajos números de Reynolds implica un flujo laminar lo cual puede traducirse por

una velocidad relativa entre la esfera y el medio inferior a un cierto valor crítico. En estas

condiciones la resistencia que ofrece el medio es debida casi exclusivamente a las fuerzas de

rozamiento que se oponen al deslizamiento de unas capas de fluido sobre otras a partir de la capa

límite adherida al cuerpo. La ley de Stokes se ha comprobado experimentalmente en multitud de

fluidos y condiciones.

Si las partículas están cayendo verticalmente en un fluido viscoso debido a su propio peso puede

calcularse su velocidad de caída o sedimentación igualando la fuerza de fricción con el peso

aparente de la partícula en el fluido.

donde:

Vs  es la velocidad de caída de las partículas (velocidad límite)g  es la aceleración de la gravedad,ρp  es la densidad de las partículas yρf  es la densidad del fluido.η  es la viscosidad del fluido.r  es el radio equivalente de la partícula.