Flujo Transicion 683831

Estado estacionario Se dice que un sistema físico está en estado estacionario cuando las características del mismo no varían con el tiempo. En este fundamento se basan las teorías de laelectrostática y la magnetostática, entre otras. Suele ser la situación a considerar en gran parte de los supuestos de la termodinámica. El estado estacionario también se conoce como el estado en el que está la naturaleza (estado en el que se encuentra). En cinética química el estado estacionario también se puede emplear para determinar la constante de velocidad de una reacción a través de varias experiencias en las cuales se puede suponer que una concentración de algún producto o reactivo no varia. También se dice que un sistema está en estado estacionario si las variaciones con el tiempo de las cantidades físicas son periódicas y se repiten de manera idéntica a cada periodo. Es el caso, por ejemplo: 

de sistemas en los cuales hay ondas cuya amplitud y frecuencia no varía, como en un interferómetro.

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de circuitos eléctricos alimentados con generadores alternativos, una vez que los fenómenos transitorios han desaparecido.

Es el estado de referencia en termodinámica de procesos irreversibles. El estado estacionario de un sistema abierto que está en equilibrio se define como aquél en el que no varían las variables de estado (temperatura, volumen, presión, etc.) y, por tanto, tampoco se modifican, con el tiempo, las funciones de estado (entropía, entalpía, etc.). El estado estacionario es un estado de mínima producción de entropía (teorema de mínima producción de entropía).

Semi-estacionario: estado transiente caracterizado por la tendencia tipo lineal de la presión con el tiempo, es decir, se cumple que dt/dp es constante en todos los puntos del yacimiento. Este estado de flujo se presenta solo en sistemas de limite cerrado (drenaje volumétrico).

Número de Reynolds

Una calle de vórtices alrededor de un cilindro. Esto ocurre alrededor de los cilindros, para cualquier fluido, tamaño del cilindro y velocidad de fluido, siempre que tenga un número de Reynolds de entre ~ 40 y 10³.1

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. El concepto fue introducido por George Gabriel Stokes en 1851,2 pero el número de Reynolds fue nombrado por Osborne Reynolds (1842-1912), quien popularizó su uso en 1883.3 4 Índice [ocultar]

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1 Definición y uso de Re

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2 Re y el carácter del flujo

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3 Flujo sobre la capa límite en problemas de Ingeniería Aeronáutica

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4 Flujo sobre la capa límite en problemas de Hidráulica

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5 Véase también

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6 Referencias o

6.1 Bibliografía

Definición y uso de Re[editar] El número de Reynolds relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en numerosos problemas de dinámica de fluidos. Dicho número o combinación adimensional aparece en muchos casos relacionado con el hecho de que el flujo pueda considerarse laminar (número de Reynolds pequeño) o turbulento (número de Reynolds grande). Para un fluido que circula por el interior de una tubería circular recta, el número de Reynolds viene dado por:

o equivalentemente por:

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 (m²/s)

Como todo número adimensional es un cociente, una comparación. En este caso es la relación entre los términos convectivos y los términos viscosos de las ecuaciones de Navier-Stokes que gobiernan el movimiento de los fluidos. Por ejemplo, un flujo con un número de Reynolds alrededor de 100.000 (típico en el movimiento de una aeronave pequeña, salvo en zonas próximas a la capa límite) expresa que las fuerzas viscosas son 100.000 veces menores que las fuerzas convectivas, y por lo tanto aquellas pueden ser ignoradas. Un ejemplo del caso contrario sería un cojineteaxial lubricado con un fluido y sometido a una cierta carga. En este caso el número de Reynolds es mucho menor que 1 indicando que ahora las fuerzas dominantes son las viscosas y por lo tanto las convectivas pueden despreciarse. Otro ejemplo: En el análisis del movimiento de fluidos en el interior de conductos proporciona una indicación de la pérdida de carga causada por efectos viscosos.

Re y el carácter del flujo[editar] Además el número de Reynolds permite predecir el carácter turbulento o laminar en ciertos casos. En conductos o tuberías (en otros sistemas, varía el Reynolds límite): Si el número de Reynolds es menor de 2100 el flujo será laminar y si es mayor de 3000 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. Según otros autores:

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Para valores de

(para flujo interno en tuberías

circulares) 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. Por eso a este flujo se le llama flujo laminar. El colorante introducido en el flujo se mueve siguiendo una delgada línea paralela a las paredes del tubo. 

Para valores de

(para flujo interno

en tuberías circulares) la línea del colorante pierde estabilidad formando pequeñas ondulaciones variables en el tiempo, manteniéndose sin embargo delgada. Este régimen se denomina de transición. 

Para valores de

, (para flujo interno en

tuberías circulares) después de un pequeño tramo inicial con oscilaciones variables, el colorante tiende a difundirse en todo el flujo. Este régimen es llamado turbulento, es decir caracterizado por un movimiento desordenado, no estacionario y tridimensional.

Flujo sobre la capa límite en problemas de Ingeniería Aeronáutica[editar] En ingeniería aeronáutica el flujo sobre la capa límite de la corriente de aire es sumamente importante:5 La transición ocurre normalmente para valores de número de Reynolds entre medio millón y 10 millones y se producirá antes o después dependiendo en gran medida de la rugosidad de la superficie, de la superficie, de la turbulencia de la corriente libre de aire y de la distribución de presiones

Además, sabemos que el número de Reynolds depende de la dimensión característica del objeto que se mueve en el fluido, por ende podemos considerar lo siguiente: Número de Reynolds local Cuando la longitud característica (l) corresponde la distancia del borde de ataque. Número de Reynolds global

Cuando la longitud característica (l) corresponde a la cuerda del perfil, u otra distancia que represente la aeronave (longitud del fuselaje, envergadura). De todas formas, podemos considerar la laminaridad de la capa límite cuando:

Flujo sobre la capa límite en problemas de Hidráulica[editar] En problemas donde el fluido considerado es el agua, se ha demostrado mediante experimentación en laboratorio que entre un número de Reynolds de 2.000 a 3.000 se encuentra la etapa de transición laminar-turbulento en el flujo de la capa límite. Sin embargo, para efectos prácticos se considera: el flujo será laminar.6

Flujo Transicional 

Enviado por clae23

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22/8/2011

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1814 Palabras

Flujo transicional. - también llamado flujo critico, existe cuando el caudal se incrementa después de estar en flujo laminar hasta que las laminas comienzan a ondularse y romperse en forma brusca ydifusa. Se determina cuando el numero de Re tiene valores entre 2000 y 4000. Fig. 1.16. Flujo turbulento.- existe a velocidades mayores que la critica, cuando hay un movimiento irregular eindeterminado de las partículas del fluido en direcciones transversales a la dirección principal de flujo. Es determinado cuando el numero de Re tiene valores mayores a 4000. Fig. 1.17. Numero de Reynolds.Relaciona la fuerza de inercia y fuerza de viscosidad. Para calcular el numero de Re tenemos la siguiente ecuación: Donde:

Re = numero de Reynolds.  = densidad ( lb/ pie3 ) D = diámetro ID,ft. V = velocidad de flujo ( pie / seg ).  = viscosidad ( lb / ft-seg). Para gases se utiliza: Donde: SG = gravedad especifica del gas a condiciones standard ( aire = 1)d = diámetro interior de tubería, in ( pulgadas)  = viscosidad delgas, Qg = flujo de gas, en MMSCF ( millones de pies cúbicos standard). 1.12 ECUACION GENERAL PARA EL BALANCE DE ENERGIA MECANICA. El teorema de Bernoulli es una forma de expresión de laaplicación de la ley de la conservación de la energía al flujo de fluidos en tuberías. La Fig. 1.18 ilustra el balance de energía para dos puntos de un fluido según Bernoulli.

Donde : Z =elevación de la cabeza, ft P = presión , psi   densidad, lb/ft3 v = velocidad, pie ( ft)/seg. g = constante gravitacional HL= perdida de presión de cabeza por fricción, psi. Para calcular HLutilizamos la ecuación de Darcy: Donde: f = factor de proporcionalidad ( factor de fricción ). L = longitud de tubería en pies. D = diámetro de tubería. Si conocemos en los dos puntos 1 y 2 Z,... LEER EL DOCUMENTO COMPLETO