PRÁCTICA VISUALIZACIÓN DE FLUJO

OBJETIVO

Demostrar el flujo laminar mediante el Numero de Reynolds y la observación de trayectorias definidas de las partículas de un fluido. Apreciar las trayectorias de las partículas al agregar perturbaciones al sistema original.

ANTECEDENTES TEÓRICOS

Existen diferentes criterios para clasificar un flujo: permanente o no permanente, uniforme o no uniforme, incomprensible o comprensible, rotacional o irrotacional, unidimensional, bidimensional, tridimensional, laminar o turbulento, entre otros. Cuando entre dos partículas en movimiento existe gradiente de velocidad, o sea que una se mueve más rápido que la otra, se desarrollan fuerzas de fricción que actúan tangencialmente a las mismas. Las fuerzas de fricción tratan de introducir rotación entre las partículas en movimiento, pero simultáneamente la viscosidad trata de impedir la rotación. Dependiendo del valor relativo de estas fuerzas se pueden producir diferentes estados de flujo.

Cuando el gradiente de velocidad es bajo, la fuerza de inercia es mayor que la de fricción, las partículas se desplazan pero no rotan, o lo hacen pero con muy poca energía, el resultado final es un movimiento en el cual las partículas siguen trayectorias definidas, y todas las partículas que pasan por un punto en el campo del flujo siguen la misma trayectoria. Este tipo de flujo se denomina “laminar”.

Flujo Laminar y Turbulento.

Esta clasificación es un resultado propiamente de la viscosidad del fluido; y no habría distinción entre ambos en ausencia de la misma. El flujo laminar se caracteriza porque el movimiento de las partículas se produce siguiendo trayectorias definidas (no necesariamente paralelas) sin existir mezcla macroscópica o intercambio transversal entre ellas. En un flujo turbulento, las partículas se mueven sobre trayectorias completamente erráticas, sin seguir un orden establecido.

Numero de Reynolds

Osborne Reynolds (1883) fue el primero en proponer el criterio de distinción entre el flujo laminar y turbulento de manera experimental mediante el parámetro que lleva su nombre.