En que consiste Reynolds y que unidades tiene

5.0 CUESTIONARIO

1.- EN QUE CONSISTE REYNOLDS Y QUE UNIDADES TIENE

Reynolds en 1883 presentaba el siguiente dilema, en sus extensos trabajos: "Aunque las ecuaciones de la hidrodinámica sean aplicables al movimiento laminar, o sea sin remolinos, mostrando que entonces la resistencia es proporcional a la velocidad, no habían arrojado hasta ese entonces ninguna luz sobre las circunstancias de las cuales dicho movimiento depende. Y, con todo y que en años recientes estas ecuaciones se habían aplicado a la teoría del torbellino, no se habían aplicado en lo absoluto al movimiento del agua que es una masa de remolinos,movimiento turbulento, ni habían ofrecido una pista para descubrir la causa de que la resistencia a tal movimiento varíe como el cuadrado de la velocidad" y agregaba: "Mientras que, cuando se aplican a olas y al movimiento del agua en tubos capilares, los resultados teóricos concuerdan con los experimentales, la teoría de la hidrodinámica había fracasado hasta la fecha en proporcionar la más leve sugerencia acerca del porqué no logra explicar las leyes de la resistencia encontrada por grandes cuerpos que se mueven a través del agua con velocidades sensiblemente grandes, o por el agua en tuberías bastante anchas"

Reynolds buscaba determinar si el movimiento del agua era laminar o turbulento, existen varias influencias para el orden, como su viscosidad o aglutinamiento, cuando más glutinoso sea el fluido, menos probable es que el movimiento regular se altere en alguna ocasión. Por otro lado tanto la velocidad y el tamaño son favorables a la inestabilidad, cuanto más ancho sea el canal y más rápida la velocidad mayor es la probabilidad de remolinos. La condición natural del flujo era, para Reynolds, no el orden sino el desorden; y la viscosidad es el agente que se encarga de destruir continuamente las perturbaciones. Una fuerte viscosidad puede contrarrestarse con una gran velocidad.

Reynolds bajo el punto de vista dimensional y con las ecuaciones fundamentales del movimiento comenzó a resolver dichas dudas. A presión constante, pensó, las ecuaciones del movimiento de un fluido equilibran el efecto de inercia, representado por la energía cinética contenida en la unidad de volumen, U2, con el efecto viscoso, representado por el esfuerzo de Newton, U/c, donde U es la velocidad media y c una longitud característica de la corriente en estudio (el diámetro del tubo por ejemplo). Dio origen al siguiente parámetro llamado "Número de Reynolds":

Efecto de inercia/Efecto viscoso = U2/(U/c) = Uc/

Resulta ser un parámetro sin dimensiones, capaz de cuantificar la importancia relativa de las acciones mencionadas: un valor pequeño indica que los efectos viscosos prevalecen, con lo que el escurrimiento será probablemente laminar, un valor grande, es seña de que predomina la inercia, sugiere un comportamiento turbulento. Debe pues existir un valor intermedio –concluía Reynolds- que separe los dos regímenes; y este identificará no solo la velocidad crítica, conociéndose la viscosidad y la longitud característica, sino también la viscosidad y la velocidad críticas, dados los valores de los otros dos parámetros. Había ahora que acudir al experimento para confirmar esta previsión.

Entonces se propuso determinar bajo que condiciones se produce el escurrimiento laminar y el turbulento, siendo que este ultimo se caracteriza por la presencia de remolinos y el otro no, la primera idea que se le ocurrió fue visualizar con colorante.

UNIDAES

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

2.- ¿QUIEN FUE REYNOLDS?

Belfast,Irlanda del Norte, 23 de agosto de1842 - Watchet, Inglaterra, 21 de febrero de 1912), fue un ingenieroy físico irlandés que realizó importantes contribuciones en los campos de la hidrodinámica y ladinámica de fluidos, siendo la más notable la introducción delNúmero de Reynolds en 1883.

Estudió matemáticas en laUniversidad de Cambridge, donde se graduó en 1867. Al año siguiente fue nombrado profesor de ingeniería del Owens Collegeen Mánchester que, posteriormente, se convertiría en la Victoria University of Manchester, siendo titular de la Cátedra de Ingeniería cuando, por aquellos años tan sólo había dos de estas cátedras en toda Inglaterra.

Reynolds consideraba que todos los estudiantes de ingeniería debían tener un conjunto de conocimientos comunes basados en las matemáticas, la física y particularmente los principios fundamentales de la Mecánica Clásica. A pesar de su gran dedicación e interés por la educación, no era un buen profesor pues carecía de dotes didácticas y pedagógicas. Sus asignaturas eran difíciles de seguir, cambiando de tema sin ninguna conexión ni transición. Reynolds abandonaría su cargo en1905.

En 1877 fue elegido miembro de laRoyal Society y, en 1888, recibió la Royal Medal.

Reynolds estudió las condiciones en las que la circulación de un fluido en el interior de una tubería pasaba del régimen laminar al régimen turbulento. Fruto de estos estudios vería la luz el llamado Número de Reynolds, por similitud entre las fuerzas de inercia y las fuerzas viscosas. ElNúmero de Reynolds aparece por primera vez en 1883 en su artículo titulado An Experimental Investigation of the Circumstances Which Determine Whether the Motion of Water in Parallel Channels Shall Be Direct or Sinuous and of the Law of Resistance in Parallel Channels.

Reynolds también propuso las que actualmente se conocen como las Reynolds-averaged Navier-Stokes equations para flujos turbulentos, en las que determinadas variables, como la velocidad, se expresan como la suma de su valor medio y de las componentes fluctuantes.

La construcción naval también le debe mucho a los trabajos de Reynolds, que propugnaba la construcción de nuevos modelos de barcos a escala reducida. Con ellos se podían conseguir valiosos datos predictivos acerca del comportamiento final del barco a tamaño real. Este proceso depende estrechamente de la aplicación de los principios de Reynolds sobre turbulencias, junto con los cálculos de fricción y la correcta aplicación de las teorías de William Froude acerca de las ondas de energía gravitacional y su propagación.

3.-EN QUE CONSISITIO

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