Fundamentos del Flujo de Fluidos en Ductos No Circulares y Cálculo del Número de Reynolds
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FLUJO EN SECCIONES NO CIRCULARES: En secciones no Circulares se emplea como longitud carácterística el El Radio Hidráulico se define como el cociente del área neta de la sección transversal de una corriente de flujo y el Perímetro Mojado (PM).
El Perímetro Mojado :(PM) se define como la suma de la longitud de los límites de la sección que Realmente está en contacto con el fluido.
Para nuestros casos En estudio (flujo de aire en ductos): se debe tener en cuenta que toda la Superficie esta en contacto con el gas, por lo tanto el cálculo es equivalente Al perímetro de un rectángulo, es decir, la suma de todos sus lados.
El Número de Reynolds (Re) :es un número adimensional utilizado en mecánica de fluidos, y Tiene como objetivo caracterizar el movimiento de un flujo gaseoso o líquido.Osborne Reynolds (1842-1912) publicó en 1883 su clásico experimento.
Es la relación de las fuerzas dinámicas de la masa del fluido respecto a Los esfuerzos de deformación ocasionados por la viscosidad
El número de REYNOLDS:es una cantidad Adimensional dada por la siguiente ecuación en ductos o tuberías circulares.
ρ : densidad del fluido--v : velocidad carácterística del fluido--R: diámetro de la tubería a través de la cual circula el fluido--µ : viscosidad del fluido
El número de REYNOLDS: es independiente de Las unidades utilizadas siempre y cuando sean consistentes
Para el caso de Ductos No Circulares la el número de Reynolds esta dado por la ecuación
Donde (4R) corresponde a cuatro veces el radio hidráulico.
Valores e Interpretación del Número de Reynolds
Re < 2000 : Flujo Laminar
Re 2000-4000: Regíón de Transición o Crítico
Re > 4000: Flujo Turbulento
Composición química del aire y propiedades relevantes para determinar el Numero de Reynolds:
Recordemos que el Aire esta formado por:78.084% de nitrógeno (N2), 20.946% de oxígeno (O2), 00.033% de dióxido de carbono (CO2) y 0.934% de Argón y el resto por otros gases como Hidrógeno. Esta Composición varia según la altitud
La Viscosidad y la Densidad :del aire tienen Variaciones de acuerdo a la temperatura, para efecto de cálculo se tomará en Cuenta que ambas propiedades se mantienen constantes durante todo el trayecto Del fluido.