Número de Reynolds: Definición y Clasificación de Flujos
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¿Qué es el número de Reynolds?
El número de Reynolds (Re) es un número adimensional utilizado en mecánica de fluidos, diseño de reactores y fenómenos de transporte para caracterizar el movimiento de un fluido. Su valor indica si el flujo sigue un modelo laminar o turbulento.
Predicción del carácter del flujo
Además, el número de Reynolds permite predecir el carácter turbulento o laminar en ciertos casos.
Flujo en conductos o tuberías
En conductos o tuberías (en otros sistemas, el Reynolds límite varía):
- Si el número de Reynolds es menor de 2100, el flujo será laminar.
- Si es mayor de 4000, el flujo será turbulento.
El mecanismo y muchas de las razones por las cuales un flujo es laminar o turbulento es todavía hoy objeto de especulación.
Clasificación según el régimen
Según otros autores, el comportamiento del fluido se clasifica de la siguiente manera para flujo interno en tuberías circulares:
- Flujo laminar (Re ≤ 2100): El flujo se mantiene estacionario y se comporta como si estuviera formado por láminas delgadas, que interactúan sólo en función de los esfuerzos tangenciales existentes. El colorante introducido en el flujo se mueve siguiendo una delgada línea paralela a las paredes del tubo.
- Régimen de transición (2100 ≤ Re ≤ 4000): La línea del colorante pierde estabilidad formando pequeñas ondulaciones variables en el tiempo, manteniéndose sin embargo delgada.
- Flujo turbulento (Re ≥ 4000): Después de un pequeño tramo inicial con oscilaciones variables, el colorante tiende a difundirse en todo el flujo. Este régimen se caracteriza por un movimiento desordenado, no estacionario y tridimensional.
Consideraciones prácticas en agua
En problemas donde el fluido considerado es el agua, se ha demostrado mediante experimentación en laboratorio que entre un número de Reynolds de 2000 a 3000 se encuentra la etapa de transición laminar-turbulento en el flujo de la capa límite.
Sin embargo, para efectos prácticos se considera:
- Re ≤ 2000: El flujo será laminar.9