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Tipos de flujo - Coggle Diagram
Tipos de flujo
Flujo turbulento
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Es un flujo de fluido en el que las capas de fluido se cruzan entre sí y no se mueven de forma paralela.
El flujo turbulento es un régimen de flujo caracterizado por cambios caóticos en las propiedades. Esto incluye una rápida variación de la presión y la velocidad del flujo en el espacio y el tiempo.
En contraste con el flujo laminar, la mezcla lateral es muy alta y hay una interrupción entre las capas.
La turbulencia del flujo se caracteriza por recirculación, remolinos y aleatoriedad aparente.
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La velocidad del fluido en un punto está experimentando cambios continuos tanto en magnitud como en dirección.
El perfil de velocidad de flujo para flujo turbulento es bastante plano a través de la sección central de una tubería y cae rápidamente extremadamente cerca de las paredes.
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En este, la caída de presión es proporcional a la velocidad del flujo al cuadrado.
Debido que el flujo turbulento es caótico, este normalmente se trata estadísticamente en lugar de determinísticamente.
El flujo turbulento se caracteriza por un fuerte mecanismo tridimensional de generación de vórtices. Este mecanismo se conoce como estiramiento de vórtice.
Si dominan las fuerzas de inercia, es más probable que el flujo sea turbulento.
Los flujos con números de Reynolds mayores de 4000 son típicamente (pero no necesariamente) turbulentos.
La rugosidad de la superficie es importante para el flujo turbulento porque introduce perturbaciones en el flujo, que pueden amplificarse y dar lugar a turbulencias adicionales.
Flujo laminar
El flujo laminar o flujo aerodinámico ocurre cuando un fluido fluye en capas paralelas (con una mezcla lateral mínima), sin interrupción entre las capas.
A velocidades bajas, el fluido tiende a fluir sin mezcla lateral y las capas adyacentes se deslizan unas sobre otras como si fueran naipes.
En este, la caída de presión es proporcional a la velocidad del flujo.
El movimiento de las partículas del fluido es muy ordenado, con todas las partículas moviéndose en líneas rectas paralelas a las paredes de la tubería.
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Generalmente, el flujo de fluido es laminar cuando el valor del número de Reynolds (Re) es menor que 2000.
El esfuerzo cortante en flujo laminar depende solo de la viscosidad del fluido y es independiente de la densidad.
El perfil de velocidad de flujo para flujo laminar en tuberías circulares es de forma parabólica, con un flujo máximo en el centro de la tubería y un flujo mínimo en las paredes de la tubería.
Para el flujo laminar, la rugosidad de la superficie no tiene un efecto significativo porque estas perturbaciones se amortiguan fácilmente por las fuerzas viscosas.
Si las fuerzas viscosas dominan, es más probable que el flujo sea laminar, porque las fuerzas de fricción dentro del fluido amortiguarán cualquier perturbación turbulenta inicial y movimiento aleatorio.
No hay corrientes cruzadas perpendiculares a la dirección del flujo, ni remolinos de fluidos.
Cualquier mezcla lateral (mezcla en ángulo recto con la dirección del flujo) se produce por la acción de difusión entre capas del líquido.
La mezcla por difusión puede ser lenta, sin embargo, si el diámetro de la tubería es pequeño, esta mezcla por difusión puede ser muy significativa.
El flujo laminar se caracteriza por trayectorias suaves o regulares de partículas del fluido. También se conoce como flujo aerodinámico o flujo viscoso.