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A medida que un fluido fluye por un conducto, tubo o algún otro dispositivo, ocurren pérdidas de energía debido a la fricción que hay entre el liquido y la pared de la tubería; tales energías traen como resultado una disminución de la presión entre dos puntos del sistema de flujo.

En estructuras largas, las pérdidas por fricción son muy importantes, por lo que ha sido objeto de investigaciones teóricoexperimentales para llegar a soluciones satisfactorias de fácil aplicación.

Para estudiar el problema de la resistencia al flujo resulta necesario volver a la clasificación inicial de los flujos laminar y turbulento.

Osborne Reynolds (1883) en base a sus experimentos fue el primero que propuso el criterio para distinguir ambos tipos de flujo mediante el número que lleva su nombre, el cual permite evaluar la preponderancia de las fuerzas viscosas sobre las de inercia.

En el caso de un conducto cilíndrico a presión, el número de Reynolds se define así:

 

 

 

Donde V es la velocidad media, D es el diámetro y  ν la viscosidad cinemática del fluido.

Para determinar si el flujo es turbulento o laminar se utiliza el número de Reynolds de la siguiente forma:

 

Re < 2000…………………. El flujo es laminar

 

Flujo laminar

Methane-Fueled Laminar Flame

Blood Flow

Laminar Flow

* Llama Laminar alimentada con metano.

* Flujo sanguineo

* Flujo Laminar


 

Re > 40000…………………. El flujo es turbulento

 

 

Flujo turbulento

Simulation of turbulent flow coming out of a tailpipe

 

Simulación de un flujo turbulento saliendo de una tubería.

High Reynolds number turbulent jet

Thunderstorm over the
		coast of Nigeria

Turbulent Flow

*Numero de Reynolds alto (jet turbulento)

* Tormenta eléctrica en la costa de Nigeria

* Flujo turbulento

 

 

Top view of a turbulent spot growing by destabilizing the surrounding laminar (vortical) flow

Side view of the large eddies in a turbulent boundary layer

Laser-induced fluorescence image of an incompressible turbulent boundary
		layer

* Vista superior de un flujo turbulento creciendo por desestabilización del flujo circular circulante

* Capa turbulenta limite

* LImagen de fluorescencia inducida por láser de una capa limite turbulenta incompresible

 

Es importante observar que, tanto el flujo laminar como el turbulento, resultan propiamente de la viscosidad del fluido por lo que, en la ausencia de la misma no habría distinción entre ambos.

Tres conceptos geométricos de la sección de una conducción hidráulica, muy importantes en el calculo de las pérdidas por fricción, son las siguientes.

 

 

Área Hidráulica (A):  Es el área de la sección transversal ocupada por el liquido dentro del conducto.

Perímetro mojado (P): Es el perímetro de la sección transversal del conducto, en el que hay contacto del liquido con la pared ( no incluye la superficie libre si esta existe ).

Radio hidráulico ( Rh) : Es la relación entre el Área hidráulica y el perímetro mojado.    ( Rh = A / P)


 

Elaborado por:

Maria Luisa Botero B.

 

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