{"id":50789,"date":"2020-01-20T19:59:52","date_gmt":"2020-01-20T18:59:52","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/que-es-el-flujo-turbulento-definicion\/"},"modified":"2020-01-20T20:12:28","modified_gmt":"2020-01-20T19:12:28","slug":"que-es-el-flujo-turbulento-definicion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-el-flujo-turbulento-definicion\/","title":{"rendered":"\u00bfQu\u00e9 es el flujo turbulento? Definici\u00f3n"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-clearfix\">El flujo turbulento se caracteriza por el movimiento irregular de part\u00edculas (se puede decir ca\u00f3tico) del fluido. El flujo turbulento tiende a ocurrir a velocidades m\u00e1s altas, baja viscosidad. Ingenieria termal<\/div>\n<\/div>\n<div><\/div>\n<div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-60 lgc-tablet-grid-60 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<h2><span>Flujo turbulento<\/span><\/h2>\n<p><span>En la din\u00e1mica de fluidos, el\u00a0<\/span><strong><span>flujo turbulento<\/span><\/strong><span>\u00a0se caracteriza por el\u00a0<\/span><strong><span>movimiento irregular<\/span><\/strong><span>\u00a0de part\u00edculas (se puede decir\u00a0<\/span><strong><span>ca\u00f3tico<\/span><\/strong><span>\u00a0) del fluido.\u00a0A diferencia del\u00a0<\/span><a title=\"Flujo Laminar - Flujo Viscoso\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-el-flujo-laminar-flujo-viscoso-definicion\/\"><strong><span>flujo laminar,<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0el fluido no fluye en capas paralelas, la mezcla lateral es muy alta y hay una interrupci\u00f3n entre las capas.\u00a0La turbulencia tambi\u00e9n se caracteriza por\u00a0<\/span><strong><span>recirculaci\u00f3n, remolinos y aleatoriedad aparente<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0En el flujo turbulento, la velocidad del fluido en un punto est\u00e1 experimentando cambios continuos tanto en magnitud como en direcci\u00f3n.<\/span><\/p>\n<p><span>El conocimiento detallado del comportamiento del r\u00e9gimen de flujo turbulento es importante en ingenier\u00eda, porque la\u00a0<\/span><strong><span>mayor\u00eda de los flujos industriales<\/span><\/strong><span>\u00a0, especialmente los de\u00a0<\/span><a title=\"Ingenier\u00eda Nuclear\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/\"><span>ingenier\u00eda nuclear,<\/span><\/a><span>\u00a0son\u00a0<\/span><strong><span>turbulentos<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Desafortunadamente, el car\u00e1cter altamente intermitente e irregular de la turbulencia\u00a0<\/span><strong><span>complica todos los an\u00e1lisis<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0De hecho, a menudo se dice que la turbulencia es el\u00a0<\/span><strong><span>&#8220;\u00faltimo problema no resuelto en la f\u00edsica matem\u00e1tica cl\u00e1sica&#8221;.<\/span><\/strong><\/p>\n<p><span>La herramienta principal disponible para su an\u00e1lisis es el\u00a0<\/span><strong><span>an\u00e1lisis CFD<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0CFD es una rama de la mec\u00e1nica de fluidos que utiliza an\u00e1lisis num\u00e9ricos y algoritmos para resolver y analizar problemas que involucran flujos de fluidos turbulentos.\u00a0Es ampliamente aceptado que las\u00a0<\/span><strong><span>ecuaciones de Navier-Stokes<\/span><\/strong><span>\u00a0(o las\u00a0<strong>ecuaciones<\/strong>\u00a0simplificadas\u00a0<\/span><strong><span>de Navier-Stokes promediadas por Reynolds<\/span><\/strong><span>\u00a0) son capaces de exhibir soluciones turbulentas, y estas ecuaciones son la base de esencialmente todos los c\u00f3digos CFD.<\/span><\/p>\n<p><span>Ver tambi\u00e9n:\u00a0<\/span><a title=\"Flujo interno\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/fluid-dynamics\/internal-flow\/\"><span>flujo interno<\/span><\/a><\/p>\n<p><span>Ver tambi\u00e9n:\u00a0<\/span><a title=\"Flujo externo\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/fluid-dynamics\/external-flow\/\"><span>flujo externo<\/span><\/a><\/p>\n<h2><span>Caracter\u00edsticas del flujo turbulento<\/span><\/h2>\n<ul>\n<li><span>El flujo turbulento tiende a ocurrir a\u00a0<\/span><strong><span>velocidades m\u00e1s altas<\/span><\/strong><span>\u00a0,\u00a0<\/span><strong><span>baja viscosidad<\/span><\/strong><span>\u00a0y a mayores\u00a0<\/span><strong><span>dimensiones lineales caracter\u00edsticas<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/li>\n<li><span>Si el n\u00famero de Reynolds es mayor que Re&gt; 3500, el flujo es turbulento.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Irregularidad:<\/span><\/strong><span>\u00a0el flujo se caracteriza por el movimiento irregular de part\u00edculas del fluido.\u00a0El movimiento de las part\u00edculas fluidas es ca\u00f3tico.\u00a0Por esta raz\u00f3n, el flujo turbulento normalmente se trata estad\u00edsticamente en lugar de determinista.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Difusividad:<\/span><\/strong><span>\u00a0en el flujo turbulento, existe una distribuci\u00f3n de velocidad bastante plana en la secci\u00f3n de la tuber\u00eda, con el resultado de que todo el fluido fluye a un valor \u00fanico dado y cae r\u00e1pidamente muy cerca de las paredes.\u00a0La caracter\u00edstica que es responsable de la mezcla mejorada y el aumento de las tasas de transporte de masa, momento y energ\u00eda en un flujo se llama &#8220;difusividad&#8221;.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Rotacionalidad: el<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00a0flujo turbulento se caracteriza por un fuerte mecanismo tridimensional de generaci\u00f3n de v\u00f3rtices.\u00a0Este mecanismo se conoce como estiramiento de v\u00f3rtice.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Disipaci\u00f3n:<\/span><\/strong><span>\u00a0Un proceso disipativo es un proceso en el cual la energ\u00eda cin\u00e9tica del flujo turbulento se transforma en energ\u00eda interna por el esfuerzo de corte viscoso.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<h2><span>Numero Reynolds<\/span><\/h2>\n<p><a title=\"Numero Reynolds\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/fluid-dynamics\/reynolds-number\/\"><strong><span>El n\u00famero de Reynolds<\/span><\/strong>\u00a0<\/a><span>es la relaci\u00f3n de<\/span><strong><span>\u00a0fuerzas de inercia<\/span><\/strong><span>\u00a0a<\/span><strong><span>\u00a0fuerzas viscosas<\/span><\/strong><span>\u00a0y es un par\u00e1metro conveniente para predecir si una condici\u00f3n de flujo ser\u00e1<\/span><strong><span>\u00a0laminar o turbulento<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Se puede interpretar que cuando las<\/span><strong><span>\u00a0fuerzas viscosas<\/span><\/strong><span>\u00a0son dominantes (flujo lento, baja Re) son suficientes para mantener todas las part\u00edculas de fluido en l\u00ednea, entonces el flujo es laminar.\u00a0Incluso Re muy bajo indica movimiento de arrastre viscoso, donde los efectos de inercia son insignificantes.\u00a0Cuando las<\/span><strong><span>\u00a0fuerzas de inercia dominan<\/span><\/strong><span>\u00a0sobre las fuerzas viscosas (cuando el fluido fluye m\u00e1s r\u00e1pido y Re es m\u00e1s grande), el flujo es turbulento.<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Reynolds-Number.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-14465 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Reynolds-Number.png\" alt=\"n\u00famero de Reynolds\" width=\"563\" height=\"284\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Reynolds-Number.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><strong><span>Es un n\u00famero adimensional<\/span><\/strong><span>\u00a0compuesto por las caracter\u00edsticas f\u00edsicas del flujo.\u00a0Un n\u00famero creciente de Reynolds indica una turbulencia creciente del flujo.<\/span><\/p>\n<p><span>Se define como:<\/span><br \/>\n<a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Reynolds-number-formula.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-14445 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Reynolds-number-formula.png\" alt=\"N\u00famero de Reynolds\" width=\"229\" height=\"82\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Reynolds-number-formula.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>donde:<\/span><br \/>\n<span>V es la velocidad del flujo,<\/span><br \/>\n<span>D es una\u00a0<\/span><strong><span>dimensi\u00f3n lineal caracter\u00edstica<\/span><\/strong><span>\u00a0(longitud recorrida del fluido;\u00a0<\/span><a title=\"Di\u00e1metro hidr\u00e1ulico\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/fluid-dynamics\/internal-flow\/hydraulic-diameter-2\/\"><span>di\u00e1metro hidr\u00e1ulico,<\/span><\/a><span>\u00a0etc.)<\/span><br \/>\n<span>\u03c1 densidad del fluido (kg \/ m\u00a0<\/span><sup><span>3<\/span><\/sup><span>\u00a0),<\/span><br \/>\n<span>\u03bc viscosidad din\u00e1mica (Pa.s),<\/span><br \/>\n<span>\u03bd viscosidad cinem\u00e1tica ( m\u00a0<\/span><sup><span>2<\/span><\/sup><span>\u00a0\/ s);\u00a0\u03bd = \u03bc \/ \u03c1.<\/span><\/p>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\"><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-40 lgc-tablet-grid-40 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<h2><span>Flujo Laminar vs. Flujo Turbulento<\/span><\/h2>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Laminar-vs.-Turbulent-Flow.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-14400 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Laminar-vs.-Turbulent-Flow.png\" alt=\"Flujo Laminar vs. Flujo Turbulento\" width=\"335\" height=\"567\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Laminar-vs.-Turbulent-Flow.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><strong><span>Flujo laminar:<\/span><\/strong><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span>Re &lt;2000<\/span><\/strong><\/li>\n<li><span>velocidad &#8216;baja&#8217;<\/span><\/li>\n<li><span>Las part\u00edculas fluidas se mueven en\u00a0<\/span><strong><span>l\u00ednea recta.<\/span><\/strong><\/li>\n<li><span>Las capas de agua fluyen unas sobre otras a diferentes velocidades sin\u00a0<\/span><strong><span>pr\u00e1cticamente mezclarse<\/span><\/strong><span>\u00a0entre capas.<\/span><\/li>\n<li><span>El perfil de velocidad de flujo para flujo laminar en tuber\u00edas circulares es de forma parab\u00f3lica, con un flujo m\u00e1ximo en el centro de la tuber\u00eda y un flujo m\u00ednimo en las paredes de la tuber\u00eda.<\/span><\/li>\n<li><span>La velocidad de flujo promedio es aproximadamente la mitad de la velocidad m\u00e1xima.<\/span><\/li>\n<li><span>El an\u00e1lisis matem\u00e1tico simple es posible.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Raras en la pr\u00e1ctica en sistemas de agua<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><strong><span>Flujo turbulento:<\/span><\/strong><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span>Re&gt; 4000<\/span><\/strong><\/li>\n<li><span>&#8216;alta velocidad<\/span><\/li>\n<li><span>El flujo se caracteriza por el\u00a0<\/span><strong><span>movimiento irregular<\/span><\/strong><span>\u00a0de part\u00edculas del fluido.<\/span><\/li>\n<li><span>El movimiento promedio est\u00e1 en la direcci\u00f3n del flujo<\/span><\/li>\n<li><span>El perfil de velocidad de flujo para flujo turbulento es bastante plano a trav\u00e9s de la secci\u00f3n central de una tuber\u00eda y cae r\u00e1pidamente extremadamente cerca de las paredes.<\/span><\/li>\n<li><span>La velocidad de flujo promedio es aproximadamente igual a la velocidad en el centro de la tuber\u00eda.<\/span><\/li>\n<li><span>El an\u00e1lisis matem\u00e1tico es muy dif\u00edcil.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>El tipo de flujo m\u00e1s com\u00fan<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<figure id=\"attachment_14392\" class=\"wp-caption aligncenter\" aria-describedby=\"caption-attachment-14392\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/External-Flow-tube.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-14392 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/External-Flow-tube-278x300.png\" alt=\"Flujo externo - tubo\" width=\"278\" height=\"300\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/External-Flow-tube-278x300.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-14392\" class=\"wp-caption-text\"><span>Tubo en flujo transversal.<\/span><br \/>\n<span>Fuente: Blevins, RD (1990), Flow Induced Vibration, 2nd Edn., Van Nostrand Reinhold Co.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<div><\/div>\n<div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<h2><span>Perfil de velocidad turbulenta<\/span><\/h2>\n<figure id=\"attachment_14420\" class=\"wp-caption aligncenter\" aria-describedby=\"caption-attachment-14420\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/velocity-profiles-internal-flow.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-full wp-image-14420 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/velocity-profiles-internal-flow.png\" alt=\"perfiles de velocidad - flujo interno\" width=\"546\" height=\"439\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/velocity-profiles-internal-flow.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-14420\" class=\"wp-caption-text\"><span>Fuente: Departamento de Energ\u00eda de EE. UU., TERMODIN\u00c1MICA, TRANSFERENCIA DE CALOR Y FLUJO DE FLUIDO.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Volumen 1, 2 y 3. Junio \u200b\u200bde 1992.<\/p>\n<p><\/span><\/figcaption><\/figure>\n<h2><span>Perfil de velocidad de la ley de potencia &#8211; Perfil de velocidad turbulenta<\/span><\/h2>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Power-law-velocity-profile.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright size-medium wp-image-14475 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Power-law-velocity-profile-300x171.png\" alt=\"Perfil de velocidad de ley de potencia\" width=\"300\" height=\"171\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Power-law-velocity-profile-300x171.png\" \/><\/a><span>El perfil de velocidad en el\u00a0<\/span><strong><span>flujo turbulento<\/span><\/strong><span>\u00a0es m\u00e1s plano en la parte central de la tuber\u00eda (es decir, en el n\u00facleo turbulento) que en\u00a0<\/span><strong><span>el flujo laminar<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0La velocidad del flujo cae r\u00e1pidamente extremadamente cerca de las paredes.\u00a0Esto se debe a la difusividad del flujo turbulento.<\/span><\/p>\n<p><span>En caso de flujo de tuber\u00eda turbulento, hay muchos perfiles de velocidad emp\u00edricos.\u00a0El m\u00e1s simple y el m\u00e1s conocido es el\u00a0<\/span><strong><span>perfil de velocidad de la ley de potencia<\/span><\/strong><span>\u00a0:<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Power-law-velocity-profile-equation.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-14474 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Power-law-velocity-profile-equation.png\" alt=\"Perfil de velocidad de la ley de potencia - ecuaci\u00f3n\" width=\"421\" height=\"65\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Power-law-velocity-profile-equation.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>donde el exponente n es una constante cuyo valor depende del\u00a0<\/span><strong><span>n\u00famero de Reynolds<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Esta dependencia es emp\u00edrica y se muestra en la imagen.\u00a0En resumen, el valor n aumenta al aumentar el n\u00famero de Reynolds.\u00a0<\/span><strong><span>El s\u00e9ptimo perfil de velocidad de la ley de potencia se<\/span><\/strong><span>\u00a0aproxima a muchos flujos industriales.<\/span><\/p>\n<figure id=\"attachment_14476\" class=\"wp-caption aligncenter\" aria-describedby=\"caption-attachment-14476\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Turbulent-flow-profiles.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"wp-image-14476 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Turbulent-flow-profiles.png\" alt=\"Flujo turbulento - perfiles\" width=\"381\" height=\"398\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Turbulent-flow-profiles.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-14476\" class=\"wp-caption-text\"><span>Flujo turbulento &#8211; perfiles<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>Ejemplos de flujo turbulento<\/span><\/h2>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-accordion\">\n<div class=\"su-spoiler su-spoiler-style-default su-spoiler-icon-plus su-spoiler-closed\">\n<ul>\n<li class=\"su-spoiler-title\" tabindex=\"0\" role=\"button\"><span>Ejemplo: flujo a trav\u00e9s de una tuber\u00eda primaria<\/span><\/li>\n<li class=\"su-spoiler-title\" tabindex=\"0\" role=\"button\">Ejemplo: flujo a trav\u00e9s del n\u00facleo del reactor<\/li>\n<li class=\"su-spoiler-title\" tabindex=\"0\" role=\"button\">Ejemplo: humo saliendo de un cigarrillo.<\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<div class=\"su-spoiler su-spoiler-style-default su-spoiler-icon-plus su-spoiler-closed\">\n<div class=\"su-spoiler-content su-clearfix\"><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<h2><span>Capa l\u00edmite turbulenta<\/span><\/h2>\n<p><span>El concepto de\u00a0<\/span><a title=\"Capa l\u00edmite\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-la-capa-limite-definicion\/\"><strong><span>capas l\u00edmite<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0es importante en todas las din\u00e1micas de fluidos viscosos, la aerodin\u00e1mica y tambi\u00e9n en la teor\u00eda de la transferencia de calor.\u00a0Las caracter\u00edsticas b\u00e1sicas de todas las capas l\u00edmite laminares y turbulentas se muestran en el flujo de revelado sobre una placa plana.\u00a0Las etapas de la formaci\u00f3n de la capa l\u00edmite se muestran en la siguiente figura:<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Boundary-layer-on-flat-plate.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-large wp-image-14390 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Boundary-layer-on-flat-plate-1024x357.png\" alt=\"Capa l\u00edmite en placa plana\" width=\"669\" height=\"233\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Boundary-layer-on-flat-plate-1024x357.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><strong><span>Las capas l\u00edmite<\/span><\/strong><span>\u00a0pueden ser\u00a0<\/span><strong><span>laminares<\/span><\/strong><span>\u00a0o\u00a0<\/span><strong><span>turbulentas<\/span><\/strong><span>\u00a0dependiendo del valor del\u00a0<\/span><strong><span>n\u00famero de Reynolds<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Tambi\u00e9n aqu\u00ed, el n\u00famero de Reynolds representa la relaci\u00f3n entre las fuerzas de inercia y las fuerzas viscosas y es un par\u00e1metro conveniente para predecir si una condici\u00f3n de flujo ser\u00e1 laminar o turbulenta.\u00a0Se define como:<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Reynolds-number-formula.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-14445 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Reynolds-number-formula.png\" alt=\"N\u00famero de Reynolds\" width=\"229\" height=\"82\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Reynolds-number-formula.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>en donde V es la velocidad de flujo media, D una dimensi\u00f3n lineal caracter\u00edstica, densidad de fluido \u03c1, viscosidad din\u00e1mica \u03bc y viscosidad cinem\u00e1tica \u03bd.<\/span><\/p>\n<p><span>Para\u00a0<\/span><strong><span>los n\u00fameros de Reynolds m\u00e1s bajos<\/span><\/strong><span>\u00a0, la capa l\u00edmite es laminar y la velocidad de la corriente cambia uniformemente a medida que uno se aleja de la pared, como se muestra en el lado izquierdo de la figura.\u00a0<\/span><strong><span>A medida que aumenta el n\u00famero de Reynolds<\/span><\/strong><span>\u00a0(con x), el\u00a0<\/span><strong><span>flujo se vuelve inestable<\/span><\/strong><span>\u00a0y, finalmente, para los n\u00fameros de Reynolds m\u00e1s altos, la capa l\u00edmite es turbulenta y la velocidad de la corriente se caracteriza por flujos de remolino inestables (que cambian con el tiempo) dentro de la capa l\u00edmite.<\/span><\/p>\n<p><strong><span>La transici\u00f3n de la<\/span><\/strong><span>\u00a0capa l\u00edmite\u00a0<strong>laminar a turbulenta<\/strong>\u00a0ocurre cuando el n\u00famero de Reynolds en x excede\u00a0<\/span><strong><span>Re\u00a0<\/span><sub><span>x<\/span><\/sub><span>\u00a0~ 500,000<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0La transici\u00f3n puede ocurrir antes, pero depende especialmente de la\u00a0<\/span><strong><span>rugosidad de<\/span><\/strong><span>\u00a0la\u00a0<strong>superficie<\/strong>\u00a0.\u00a0La capa l\u00edmite turbulenta se espesa m\u00e1s r\u00e1pidamente que la capa l\u00edmite laminar como resultado del aumento del esfuerzo cortante en la superficie del cuerpo.<\/span><\/p>\n<p><span>Ver tambi\u00e9n:\u00a0<\/span><a title=\"Espesor de la capa l\u00edmite\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/fluid-dynamics\/boundary-layer\/boundary-layer-thickness\/\"><span>espesor de la capa l\u00edmite<\/span><\/a><\/p>\n<p><span>Ver tambi\u00e9n:\u00a0<\/span><a title=\"Flujo externo\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/fluid-dynamics\/external-flow\/\"><span>tubo en flujo cruzado &#8211; flujo externo<\/span><\/a><\/p>\n<p><strong><span>Referencia especial:<\/span><\/strong><span>\u00a0Schlichting Herrmann, Gersten Klaus.\u00a0Teor\u00eda de la capa l\u00edmite, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2000, ISBN: 978-3-540-66270-9<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\"><\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>Flujo turbulento &#8211; Coeficiente de transferencia de calor<\/span><\/h2>\n<h2><span>Flujo turbulento externo<\/span><\/h2>\n<p><span>El\u00a0<\/span><a title=\"\u00bfQu\u00e9 es el n\u00famero de Nusselt?\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/heat-transfer\/introduction-to-heat-transfer\/characteristic-numbers\/what-is-nusselt-number\/\"><strong><span>n\u00famero<\/span><\/strong>\u00a0<\/a><span>promedio de\u00a0<a title=\"\u00bfQu\u00e9 es el n\u00famero de Nusselt?\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/heat-transfer\/introduction-to-heat-transfer\/characteristic-numbers\/what-is-nusselt-number\/\"><strong>Nusselt<\/strong><\/a>\u00a0en toda la placa est\u00e1 determinado por:<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/turbulent-flow-flat-plate-nusselt-number.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-20505 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/turbulent-flow-flat-plate-nusselt-number.png\" alt=\"flujo turbulento - placa plana - n\u00famero nusselt\" width=\"565\" height=\"243\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/turbulent-flow-flat-plate-nusselt-number.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>Esta relaci\u00f3n proporciona el\u00a0<\/span><a title=\"Coeficiente de transferencia de calor convectivo\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-el-coeficiente-de-transferencia-de-calor-por-conveccion-definicion\/\"><strong><span>coeficiente de transferencia de calor<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0promedio\u00a0para toda la placa solo cuando el flujo es\u00a0<\/span><a title=\"Flujo turbulento\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-el-flujo-turbulento-definicion\/\"><strong><span>turbulento<\/span><\/strong>\u00a0<\/a><span>sobre toda la placa, o cuando la\u00a0regi\u00f3n de\u00a0<\/span><a title=\"Flujo Laminar - Flujo Viscoso\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-el-flujo-laminar-flujo-viscoso-definicion\/\"><span>flujo laminar<\/span><\/a><span>\u00a0de la placa es demasiado peque\u00f1a en relaci\u00f3n con la regi\u00f3n de flujo turbulento.<\/span><\/p>\n<h2><span>Flujo turbulento interno &#8211; Dittus-Boelter<\/span><\/h2>\n<p><span>Ver tambi\u00e9n:\u00a0<\/span><a title=\"Ecuaci\u00f3n Dittus-Boelter\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/heat-transfer\/convection-convective-heat-transfer\/dittus-boelter-equation\/\"><span>ecuaci\u00f3n de Dittus-Boelter<\/span><\/a><\/p>\n<p><span>Para\u00a0<\/span><a title=\"Flujo turbulento\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-el-flujo-turbulento-definicion\/\"><span>un flujo turbulento<\/span><\/a><span>\u00a0completamente desarrollado (hidrodin\u00e1micamente y t\u00e9rmicamente)\u00a0\u00a0\u00a0en un tubo circular liso, el\u00a0<\/span><a title=\"\u00bfQu\u00e9 es el n\u00famero de Nusselt?\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/heat-transfer\/introduction-to-heat-transfer\/characteristic-numbers\/what-is-nusselt-number\/\"><span>n\u00famero de Nusselt<\/span><\/a><span>\u00a0local\u00a0\u00a0\u00a0se puede obtener de la conocida\u00a0\u00a0<\/span><strong><span>ecuaci\u00f3n de Dittus-Boelter<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0La\u00a0\u00a0<\/span><strong><span>ecuaci\u00f3n Dittus\u00ae Boelter<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00a0es f\u00e1cil de resolver, pero es menos precisa cuando hay una gran diferencia de temperatura en el\u00a0\u00a0<\/span><a title=\"Din\u00e1mica de fluidos\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/fluid-dynamics\/\"><span>fluido<\/span><\/a><span>\u00a0\u00a0y es menos precisa para tubos rugosos (muchas aplicaciones comerciales), ya que est\u00e1 dise\u00f1ada para tubos lisos.<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Dittus-Boelter-Equation-Formula.png?d484e7\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-20409 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Dittus-Boelter-Equation-Formula.png?d484e7\" alt=\"Ecuaci\u00f3n Dittus-Boelter - F\u00f3rmula\" width=\"556\" height=\"278\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Dittus-Boelter-Equation-Formula.png?d484e7\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>La\u00a0\u00a0<\/span><a title=\"Ecuaci\u00f3n Dittus-Boelter\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/heat-transfer\/convection-convective-heat-transfer\/dittus-boelter-equation\/\"><strong><span>correlaci\u00f3n Dittus-Boelter<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0\u00a0puede usarse para diferencias de temperatura peque\u00f1as a moderadas, T\u00a0<\/span><sub><span>wall<\/span><\/sub><span>\u00a0\u00a0&#8211; T\u00a0<\/span><sub><span>avg<\/span><\/sub><span>\u00a0, con todas las propiedades evaluadas a una temperatura\u00a0<\/span><sub><span>promedio<\/span><\/sub><span>\u00a0T\u00a0<sub>avg<\/sub>\u00a0.<\/span><\/p>\n<p><span>Para flujos caracterizados por grandes variaciones de propiedades, las correcciones (p. Ej., Un factor de correcci\u00f3n de la viscosidad en la\u00a0\u00a0<strong><sub>pared<\/sub><\/strong><\/span><strong><span>\u00a0\u03bc \/ \u03bc<\/span><\/strong><span>\u00a0) deben tenerse en cuenta, por ejemplo, como\u00a0recomiendan\u00a0<a title=\"Ecuaci\u00f3n de Sieder-Tate\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/heat-transfer\/convection-convective-heat-transfer\/sieder-tate-equation\/\">Sieder y Tate<\/a>\u00a0.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>Microescalas de Kolmogorov<\/span><\/h2>\n<p><span>En opini\u00f3n de Kolmogorov (\u00a0<\/span><strong><span>Andrey Nikolaevich Kolmogorov<\/span><\/strong><span>\u00a0era un matem\u00e1tico ruso que hizo contribuciones significativas a las matem\u00e1ticas de la teor\u00eda de la probabilidad y la turbulencia), los movimientos turbulentos implican una\u00a0<\/span><strong><span>amplia gama de escalas<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Desde una\u00a0<\/span><strong><span>macroescala<\/span><\/strong><span>\u00a0a la que se suministra la energ\u00eda, hasta una\u00a0<\/span><strong><span>microescala<\/span><\/strong><span>\u00a0a la que la energ\u00eda se disipa por la viscosidad.<\/span><\/p>\n<p><span>Por ejemplo, considere una nube c\u00famulo.\u00a0La\u00a0<\/span><strong><span>macroescala<\/span><\/strong><span>\u00a0de la nube puede ser del orden de\u00a0<\/span><strong><span>kil\u00f3metros<\/span><\/strong><span>\u00a0y puede crecer o persistir durante largos per\u00edodos de tiempo.\u00a0Dentro de la nube, los\u00a0<\/span><strong><span>remolinos<\/span><\/strong><span>\u00a0pueden ocurrir en escalas del orden de\u00a0<\/span><strong><span>mil\u00edmetros<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Para flujos m\u00e1s peque\u00f1os, como en tuber\u00edas, las microescalas pueden ser mucho m\u00e1s peque\u00f1as.\u00a0La mayor parte de la energ\u00eda cin\u00e9tica del flujo turbulento est\u00e1 contenida en las estructuras de macroescala.\u00a0La energ\u00eda &#8220;cae en cascada&#8221; de estas estructuras de macroescala a estructuras de microescala mediante un mecanismo de inercia.\u00a0Este proceso se conoce como la\u00a0<\/span><strong><span>cascada de energ\u00eda turbulenta<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<p><span>Las\u00a0<\/span><strong><span>escalas m\u00e1s peque\u00f1as<\/span><\/strong><span>\u00a0en flujo turbulento se conocen como las\u00a0<\/span><strong><span>microescalas de Kolmogorov<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Estos son lo suficientemente peque\u00f1os como para que la difusi\u00f3n molecular se vuelva importante y se\u00a0<\/span><strong><span>produzca una disipaci\u00f3n viscosa de energ\u00eda<\/span><\/strong><span>\u00a0y la energ\u00eda cin\u00e9tica turbulenta se disipe en calor.<\/span><\/p>\n<p><span>Las escalas m\u00e1s peque\u00f1as en flujo turbulento, es decir, las\u00a0<\/span><strong><span>microescalas de Kolmogorov<\/span><\/strong><span>\u00a0son:<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/kolmogorov-microscales.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-14525 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/kolmogorov-microscales.png\" alt=\"microescalas de Kolmogorov\" width=\"334\" height=\"178\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/kolmogorov-microscales.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>donde \u03b5 es la tasa promedio de tasa de disipaci\u00f3n de la energ\u00eda cin\u00e9tica de turbulencia por unidad de masa y tiene dimensiones (m\u00a0<\/span><sup><span>2<\/span><\/sup><span>\u00a0\/ s\u00a0<\/span><sup><span>3<\/span><\/sup><span>\u00a0).\u00a0\u03bd es la viscosidad cinem\u00e1tica del fluido y tiene dimensiones (m\u00a0<\/span><sup><span>2<\/span><\/sup><span>\u00a0\/ s).<\/span><\/p>\n<p><span>El tama\u00f1o del remolino m\u00e1s peque\u00f1o en el flujo est\u00e1 determinado por la viscosidad.\u00a0La\u00a0escala de\u00a0<\/span><strong><span>longitud de Kolmogorov<\/span><\/strong><span>\u00a0disminuye a medida que disminuye la viscosidad.\u00a0Para\u00a0flujos de\u00a0<\/span><a title=\"Numero Reynolds\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/fluid-dynamics\/reynolds-number\/\"><strong><span>n\u00famero de Reynolds<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0muy altos\u00a0, las fuerzas viscosas son m\u00e1s peque\u00f1as con respecto a las fuerzas de inercia.\u00a0Los movimientos de escala m\u00e1s peque\u00f1os se generan necesariamente hasta que los efectos de la viscosidad se vuelven importantes y la energ\u00eda se disipa.\u00a0La relaci\u00f3n de las escalas de longitud mayor a menor en el flujo turbulento es proporcional al n\u00famero de Reynolds (aumenta con la\u00a0<\/span><strong><span>potencia de tres cuartos<\/span><\/strong><span>\u00a0).<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/kolmogorov-microscales-equation.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-14526 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/kolmogorov-microscales-equation.png\" alt=\"microescalas de Kolmogorov - ecuaci\u00f3n\" width=\"212\" height=\"77\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/kolmogorov-microscales-equation.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>Esto hace que las simulaciones num\u00e9ricas directas del flujo turbulento sean pr\u00e1cticamente imposibles.\u00a0Por ejemplo, considere un flujo con un\u00a0<\/span><strong><span>n\u00famero<\/span><\/strong><span>\u00a0de\u00a0<strong>Reynolds<\/strong>\u00a0de\u00a0<\/span><strong><span>10\u00a0<\/span><sup><span>6<\/span><\/sup><\/strong><span>\u00a0.\u00a0En este caso, la relaci\u00f3n L \/ l es proporcional a 10\u00a0<\/span><sup><span>18\/4<\/span><\/sup><span>\u00a0.\u00a0Como tenemos que analizar un problema tridimensional, necesitamos calcular una cuadr\u00edcula que consta de al menos\u00a0<\/span><strong><span>10\u00a0<\/span><sup><span>14<\/span><\/sup><span>\u00a0puntos de cuadr\u00edcula<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Esto supera con creces la capacidad y las posibilidades de las computadoras existentes.<\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<div>\n<p>&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;.<\/p>\n<p>Este art\u00edculo se basa en la traducci\u00f3n autom\u00e1tica del art\u00edculo original en ingl\u00e9s. Para m\u00e1s informaci\u00f3n vea el art\u00edculo en ingl\u00e9s. Puedes ayudarnos. Si desea corregir la traducci\u00f3n, env\u00edela a: translations@nuclear-power.com o complete el formulario de traducci\u00f3n en l\u00ednea. Agradecemos su ayuda, actualizaremos la traducci\u00f3n lo antes posible. Gracias.<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>El flujo turbulento se caracteriza por el movimiento irregular de part\u00edculas (se puede decir ca\u00f3tico) del fluido. El flujo turbulento tiende a ocurrir a velocidades m\u00e1s altas, baja viscosidad. Ingenieria termal Flujo turbulento En la din\u00e1mica de fluidos, el\u00a0flujo turbulento\u00a0se caracteriza por el\u00a0movimiento irregular\u00a0de part\u00edculas (se puede decir\u00a0ca\u00f3tico\u00a0) del fluido.\u00a0A diferencia del\u00a0flujo laminar,\u00a0el fluido no &#8230; <a title=\"\u00bfQu\u00e9 es el flujo turbulento? 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