Diferencia entre el flujo laminar y el flujo turbulento

Flujo laminar vs flujo turbulento
 

La dinámica de fluidos es una parte importante de la física clásica, y las aplicaciones se ejecutan desde el riego hasta la fisiología humana. Cuenta con importantes contribuciones de ingeniería en los campos de la industria aeroespacial, marina, de irrigación, hidráulica y muchas otras..

El flujo del fluido varía de un estado a otro, y para facilitar el análisis, el flujo se clasifica en diferentes regímenes en los que las características del fluido, como la velocidad, la presión, la densidad y la viscosidad, caracterizan a cada régimen. Turbulento y el flujo laminar son las dos clases principales de regímenes de flujo..

¿Qué es el flujo laminar??

Cuando las partículas de fluido fluyen sin intersecar las trayectorias de cada una y la velocidad de la partícula es siempre tangencial a la trayectoria de la partícula, se dice que el flujo es línea de corriente. Cuando se produce el flujo de la línea de corriente, las capas de partículas de fluido tienden a deslizarse sobre la partícula adyacente sin perturbar el movimiento de otras, y esto ocurre en capas o láminas de flujo de fluido. Tal flujo es conocido como un flujo laminar. El flujo laminar o el flujo en línea se produce cuando la velocidad del fluido es relativamente baja.

En el flujo laminar, la capa en contacto con una superficie estacionaria tiene velocidad cero y, en la dirección perpendicular a la superficie, la velocidad de las capas tiende a aumentar. Además, la velocidad, la presión, la densidad y otras propiedades dinámicas del fluido permanecen invariables en cada punto del espacio del flujo..

El número de Reynolds es una indicación de qué tan bien un fluido puede sufrir un flujo laminar. Cuando el número de Reynolds es bajo, el flujo tiende a ser laminar, y las fuerzas viscosas son la forma dominante de interacción entre las capas. Cuando el número de Reynolds es alto, el flujo tiende a ser turbulento y las fuerzas de inercia son la forma dominante de interacción entre las capas..

¿Qué es el flujo turbulento??

Cuando las propiedades del fluido en un flujo varían rápidamente con el tiempo, es decir, cuando los cambios en la velocidad, la presión, la densidad y otras propiedades del flujo muestran cambios aleatorios y arbitrarios, el flujo se conoce como flujo turbulento.

El flujo de fluido dentro de una tubería cilíndrica uniforme con una longitud finita, también conocida como flujo de Poiseuille, tendrá una turbulencia en el flujo cuando el número de Reynolds alcance el número crítico 2040. Sin embargo, en general, el flujo puede no ser explícitamente turbulento cuando el Reynolds el número es más de 10000.

Un flujo turbulento se caracteriza por su naturaleza aleatoria, difusividad y vorticidad. El flujo contiene remolinos, corrientes cruzadas y vórtices..

¿Cuál es la diferencia entre flujo laminar y turbulento??

• En el flujo laminar, el flujo ocurre a bajas velocidades y bajo número de Reynolds, mientras que el flujo de turbulencia ocurre a altas velocidades y alto número de Reynolds.

• En el flujo laminar, la trayectoria de las líneas de fluido es regular y la línea de corriente donde no hay perturbación lateral de las trayectorias de fluido y el fluido fluye en capas. En el flujo turbulento, el patrón de flujo es irregular y caótico, donde se producen vórtices, remolinos y corrientes cruzadas.

• En el flujo laminar, las propiedades del fluido en un punto en el espacio permanecen constantes con el tiempo mientras que, en el flujo turbulento, las propiedades del fluido en un punto son estocásticas..