Númberu de Reynolds

El númberu de Reynolds (Re) ye un númberu adimensional utilizáu en mecánica de fluyíos, diseñu de reactores y fenómenos de tresporte pa carauterizar el movimientu d'un fluyíu. El so valor indica si'l fluxu sigue un modelu llaminar o aturbolináu.

El conceutu foi introducíu por George Gabriel Stokes en 1851, pero'l númberu de Reynolds foi nomáu por Osborne Reynolds (1842-1912), quien popularizó'l so usu en 1883. En bioloxía y en particular en biofísica, el númberu de Reynolds determina les rellaciones ente masa y velocidá del movimientu de microorganismos nel senu d'un líquidu carauterizáu por cierto valor de dichu númberu (líquidu que polo común ye agua, pero puede ser dalgún otru fluyíu corporal, por casu sangre o linfa nel casu de diversos parásitos mótiles y la orina nel casu de los mesozoos) y afecta especialmente a los qu'algamen velocidaes relativamente alzaes pal so tamañu, como los ciliaos predadores. Pa los desplazamientos na agua d'entidaes de tamañu y masa entá mayor, como los pexes grandes, aves como los pingüinos, mamíferos como foques y orques, y por cierto los navíos submarinos, la incidencia del númberu de Reynolds ye enforma menor que pa los microbios rápidos. Cuando'l mediu ye l'aire, el númberu de Reynolds del fluyíu resulta tamién importante pa inseutos voladores, aves, esperteyos y microvehículos aéreos, siempres según la so respeutiva masa y velocidá.

 Definición y usu de Re 
El númberu de Reynolds puede definise como la rellación ente les fuercies inerciales (o convectivas, dependiendo del autor) y les fuercies mafoses presentes nun fluyíu. Ésti rellaciona la densidá, mafa, velocidá y dimensión típica d'un fluxu nuna espresión adimensional, qu'intervien en numberosos problemes de dinámica de fluyíos. Dichu númberu o combinación adimensional apaez en munchos casos rellacionáu col fechu de que'l fluxu pueda considerase llaminar (númberu de Reynolds pequeñu) o aturbolináu (númberu de Reynolds grande).

Pa un fluyíu que circula pel interior d'una tubería circular recta, el númberu de Reynolds vien dau por:

o equivalentemente por:

onde:
: densidá del fluyíu ::
velocidá carauterística del fluyíu ::
diámetru de la tubería al traviés de la cual circula'l fluyíu o llargor carauterísticu del sistema ::
mafa dinámica del fluyíu ::
mafa cinemática del fluyíu (m²/s)

Como tou númberu adimensional ye un cociente, una comparanza. Nesti casu ye la rellación ente los términos convectivos y los términos mafosos de les ecuaciones de Navier-Stokes que gobiernen el movimientu de los fluyíos.

Por casu, un fluxu con un númberu de Reynolds alredor de 100 000 (típicu nel movimientu d'una aeronave pequeña, salvu en zones próximes a la capa llende) espresa que les fuercies mafoses son 100.000 vegaes menores que les fuercies convectivas, y polo tanto aquelles pueden ser inoraes. Un exemplu del casu contrariu sería un cojinete axial lubricado con un fluyíu y sometíu a una cierta carga. Nesti casu'l númberu de Reynolds ye enforma menor que 1 indicando qu'agora les fuercies dominantes son les mafoses y polo tanto les convectivas pueden despreciase.

Otru exemplu: Nel analís del movimientu de fluyíos nel interior de conductos apurre una indicación de la perda de carga causada por efeutos mafosos.

 Re y el calter del fluxu 
Amás el númberu de Reynolds dexa predicir el calter aturbolináu o llaminar en ciertos casos.

En conductos o tuberíes (n'otros sistemes, varia'l Reynolds llende):

Si'l númberu de Reynolds ye menor de 2100 el fluxu va ser llaminar y si ye mayor de 4000 el fluxu va ser aturbolináu. El mecanismu y munches de les razones poles cualos un fluxu ye llaminar o aturbolináu ye inda güei oxetu d'especulación.

Según otros autores:
 Pa valores de  (pa fluxu interno en tuberíes circulares) el fluxu caltiénse estacionariu y pórtase como si tuviera formáu por llámines delgaes, que interactúan namái en función de los esfuercios tanxenciales esistentes. Por eso a esti fluxu llámase-y fluxu llaminar. El colorante introducíu nel fluxu muévese siguiendo una delgada llinia paralela a les parés del tubu.

 Pa valores de  (pa fluxu interno en tuberíes circulares) la llinia del colorante pierde estabilidá formando pequeñes ondulaciones variables nel tiempu, calteniéndose sicasí delgada. Esti réxime denominar de transición.

 Pa valores de , (pa fluxu interno en tuberíes circulares) dempués d'un pequeñu tramu inicial con oscilaciones variables, el colorante tiende a espublizase en tol fluxu. Esti réxime ye llamáu aturbolináu, ye dicir carauterizáu por un movimientu desordenáu, non estacionariu y tridimensional.

 Fluxu sobre la capa llende en problemes d'Inxeniería Aeronáutica 
N'inxeniería aeronáutica el fluxu sobre la capa llende de la corriente d'aire ye por demás importante:

Amás, sabemos que'l númberu de Reynolds depende de la dimensión carauterística del oxetu que se mueve nel fluyíu, per ende podemos considerar lo siguiente:
 Númberu de Reynolds local Cuando'l llargor carauterísticu (l) correspuende la distancia del cantu d'ataque.
 Númberu de Reynolds global Cuando'l llargor carauterísticu (l) correspuende a la cuerda del perfil, o otra distancia que represente l'aeronave (llargor del fuselaje, valumbu).
De toes formes, podemos considerar la laminaridad de la capa llende cuando:

 Fluxu sobre la capa llende en problemes d'Hidráulica 

En problemes onde'l fluyíu consideráu ye l'agua, demostróse por aciu esperimentación en llaboratoriu qu'ente un númberu de Reynolds de 2.000 a 3.000 atópase la etapa de transición llaminar-aturbolináu nel fluxu de la capa llende.

Sicasí, pa efeutos práuticos considérase:
 el fluxu va ser llaminar.

 Ver tamién 

 Númberu de Reynolds magnéticu
 Estáu de fluxu hidráulico

 Referencies 

 Bibliografía 




Categoría:Númberos adimensionales de mecánica de fluyíos
Categoría:Hidráulica
Categoría:Aerodinámica
Categoría:Inxeniería química
Categoría:Númberos epónimos en física
Categoría:Ciencia y teunoloxía d'Irlanda