¿Cuál es el número de Reynolds?
El número de Reynolds (RE) es un número adimensional relacionado con la mecánica de fluidos. Es uno de los atributos más importantes utilizados para resumir las fuerzas que actúan sobre un fluido y, según su valor, se determina la turbulencia o la falta de turbulencia de un fluido. La designación lleva el nombre de Osborne Reynolds, quien hizo muchos estudios pioneros en mecánica de fluidos a fines del siglo XIX y principios del XX. Las variaciones en la cantidad se establecen en el eje x del gráfico Moody, uno de los gráficos más útiles en la mecánica de fluidos.
Más específicamente, el número de Reynolds se define como la proporción de fuerzas inerciales, que contribuyen a la turbulencia, a las fuerzas viscosas, que actúan contra la turbulencia, dentro de un fluido. Dicho de otra manera, el número describe la probabilidad de que el flujo sea laminar o turbulento para un conjunto dado de condiciones físicas. El flujo laminar o liso indica que todo en el flujo de un fluido se mueve en la misma dirección y estos flujos internos no se afectan entre sí.El flujo turbulento, por otro lado, indica que las interrupciones o remolinos se crean dentro del flujo principal.
El ejemplo más común de flujo laminar y turbulento se puede encontrar en un fregadero. Cuando el agua se enciende por primera vez y no fluye muy rápido, está claro. La mayoría de los flujos internos del agua no interactúan entre sí y se mueven en la misma dirección; Este es el flujo laminar e indica un número bajo de Reynolds. A medida que aumenta la cantidad y la velocidad del agua, se vuelve blanco. Los flujos internos comienzan a chocar entre sí en un flujo turbulento, introduciendo aire en la corriente de agua.
Otro ejemplo del concepto es imaginar un objeto que se mueve a través de un fluido. Cuanto más rápido se mueva el objeto, más denso es el líquido y más tiempo se mueve el objeto, más probable es que sea el flujo de fluido turbulento. Cuanto más viscoso o pegajoso sea un fluido, mayores es la posibilidad de que el fluido sea gruesoNess actuará contra un flujo turbulento.
Matemáticamente, el número de Reynolds se define como:
re = ρ * v * l / µ
Donde re = reynolds número
ρ = densidad de fluido (generalmente lb/ft
v = velocidad (generalmente ft/s o m/s)
l = longitud de viaje (generalmente ft o m)
De la ecuación, se puede ver que el número de Reynolds está en proporción directa a la longitud. También varía proporcionalmente a la longitud y la densidad del fluido. Los números ρ , v y l todos contribuyen a las fuerzas inerciales, mientras que µ contribuye solo a las fuerzas viscosas.
Para RE de 2,300 o menos, el flujo de fluido se considera laminar. El flujo turbulento, por otro lado, se logra cuandon re es mayor de 4,000. Los valores para el número de Reynolds entre estas dos cantidades indican flujos de transición, que pueden exhibir características de ambos tipos de flujo.
El número de Reynolds se usa en muchas aplicaciones diferentes de la mecánica de fluidos. Es una parte necesaria de los cálculos del factor de fricción en algunas ecuaciones en la mecánica de fluidos, como la ecuación de Darcy -Weisbach. Otro uso común del número viene en el modelado de organismos que nadan a través del agua, y esta aplicación se ha realizado desde los animales más grandes, como la ballena azul, hasta animales muy pequeños, incluidos microorganismos. Incluso tiene aplicaciones para modelar el flujo de aire alrededor de los objetos, como las alas de una aeronave.