Unidad IIFenmenos de flujo de fluidos

FluidosSustancia que se deforma continuamente bajo la accin de un esfuerzo cortante. En ausencia de ste, no existe deformacin. Los fluidos se pueden clasificar en forma general, segn la relacin que existe entre el esfuerzo cortante aplicado y la rapidez de deformacin resultante.

Aquellos fluidos donde el esfuerzo cortante es directamente proporcional a la rapidez de deformacin se denominan fluidos NEWTONIANOS. La mayor parte de los fluidos comunes como el agua, el aire, y la gasolina son prcticamente newtonianos bajo condiciones normales. El trmino NO NEWTONIANO se utiliza para clasificar todos los fluidos donde el esfuerzo cortante no es directamente proporcional a la rapidez de deformacin.

Clasificacin de fluidos

CLASIFICACIN DE LOS FLUIDOSEn 1883 Osborne REYNOLDS (1842-1912) realiz un experimento que sirvi para poner en evidencia las diferencias entre flujo laminar y flujo turbulento

EJEMPLO DE BANCO DE FLUJO LAMINARHa sido diseado para simular un flujo ideal de fluido, y para ofrecer una visualizacin clara de los patrones de flujo creados usando agua como fluido de trabajo.

Rgimen de flujo a travs de tuberas

Nmero de Reynolds, flujo laminar y flujo turbulentoCuando un fluido fluye en capas de manera uniforme y regular, se est en presencia de un flujo laminar; por el contrario, cuando se aumenta la velocidad de flujo se alcanza un punto en que el flujo ya no es ni uniforme ni regular, por lo que se est ante un flujo turbulento.

El Nmero de ReynoldsOsborne Reynolds demostr experimentalmente que el carcter del flujo en un conducto depende de: la densidad del fluido, la viscosidad del fluido, del dimetro del conducto y de la velocidad media del fluido.

Reynolds predijo si un flujo es laminar o turbulento a travs de un nmero adimensional, el Nmero de Reynolds (NR)

Nmero de ReynoldsEs la medida de la tendencia a la turbulencia .

Re = v x d Dnde:v=velocidad (cm/seg)d=dimetro (cm)=viscosidad (poises)=densidad

Regmenes de los fluidosFluido laminar Se caracteriza por el deslizamiento de capas cilndricas concntricas una sobre otra de manera ordenada. La velocidad de fluido es mxima en el eje de la tubera y disminuye rpidamente hasta hacerse cero en la pared de la tubera. Su nmero de Reynolds es:Re 2000

Regmenes de los fluidosFluido turbulento Se caracteriza por un movimiento irregular e indeterminado de las partculas del fluido en direcciones transversales a la direccin principal de flujo. La distribucin de velocidades es ms uniforme a travs del dimetro de la tubera Su nmero de Reynolds es:Re 4000

El Nmero de ReynoldsLos flujos que tienen un nmero de Reynolds grande, tpicamente debido a una alta velocidad o a una baja viscosidad, o ambas, tienden a ser turbulentos.Aquellos fluidos que poseen una alta viscosidad y/o que se mueven a bajas velocidades tendrn un nmero de Reynolds pequeo y tendern a ser laminares.Si NR < 2000 el flujo es laminar

Si NR > 4000 el flujo es turbulentoPara nmeros de Reynolds comprendidos entre 2000 y 4000 es imposible predecir el tipo de flujo, por lo que dicho intervalo se conoce como regin crtica

Flujo sanguneoDeterminado por dos factores:Gradiente de presinResistenciaimpedimento de la sangre para fluir a travs del vasodiferencia de presiones entre los extremos del vaso

Flujo sanguneo

Flujo LaminarCuando sangre fluye a velocidad constante a travs de un vaso liso y largo, lo hace a corrientes continuas, permaneciendo con capa de sangre la misma distancia de la pared.

Adems: porcin central de la sangre permanece en la porcin central del vaso.

Flujo LaminarLa velocidad del centro del vaso es mucho ms alta que la de las paredes externas : Perfil Parablico Para La Velocidad Del Flujo Laminar

Flujo LaminarMolculas del lquido que tocan la pared apenas se mueven por la adherencia a la pared del vaso. La siguiente capa se desliza sobre sta y as sucesivamente. Por tanto, lquido de la mitad del vaso y la pared vascular y cada capa ms cntrica fluye con mas rapidez que la capa previa.

Flujo TurbulentoSe da cuando....Cuando velocidad de flujo es muy alta Cuando hay obstruccin en vasoCuando se hace un giro bruscoCuando sangre pasa por superficie rugosa

Flujo TurbulentoSignifica que la sangre fluye tanto transversalmente como a lo largo del vaso, formando espirales en sangre llamados corrientes de remolino.Resistencia aumenta ya que hay mayor friccin global del flujo del vaso (en corrientes de remolinos).

Tarea: Nmero de Reynolds

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