Calculadora del número de Reynolds

El número de Reynolds es una razón adimensional que compara los efectos inerciales y viscosos de un fluido en movimiento. Ayuda a identificar si predominarán las capas ordenadas o la mezcla caótica. Al no tener unidades, también permite estudiar la semejanza entre sistemas geométricamente comparables de tamaños muy diferentes. Un modelo a escala y un dispositivo real pueden presentar comportamientos relacionados cuando coinciden sus números de Reynolds relevantes. Esta calculadora multiplica la densidad del fluido por la velocidad media y la longitud característica, y divide el producto entre la viscosidad dinámica. La densidad se introduce en kilogramos por metro cúbico; la velocidad, en metros por segundo; la longitud, en metros; y la viscosidad dinámica, en pascales-segundo. Estas unidades SI se cancelan para dar un resultado adimensional. Una ecuación equivalente multiplica velocidad por longitud y divide entre viscosidad cinemática, que es la viscosidad dinámica dividida entre la densidad. Para un flujo completamente desarrollado en una tubería circular lisa, los números de Reynolds inferiores a aproximadamente 2,300 suelen clasificarse como laminares; de 2,300 a 4,000, como transitorios; y superiores a 4,000, como turbulentos. La calculadora muestra estas categorías habituales de flujo interno. Son orientaciones, no límites universales. Las perturbaciones, la forma de la entrada, la rugosidad, las vibraciones y la geometría de la tubería pueden adelantar la transición o prolongar el régimen laminar. La longitud característica depende del problema. En flujo interno circular es el diámetro de la tubería. Los conductos no circulares suelen usar el diámetro hidráulico, definido a partir del área de flujo y el perímetro mojado. El flujo externo sobre una placa plana normalmente usa la distancia desde el borde de ataque; alrededor de una esfera o un cilindro, su diámetro. Elegir una longitud incorrecta puede volver engañoso un cálculo numéricamente preciso. Para las correlaciones habituales de tuberías debe usarse la velocidad media de la sección, no la velocidad local en el eje. El número de Reynolds influye en la pérdida de presión, el arrastre, el desarrollo de la capa límite, la transferencia de calor, la mezcla y la elección de correlaciones empíricas. Se usa en tuberías, ventilación, diseño de aeronaves y vehículos, equipos de proceso, ríos, flujos biomédicos y experimentos. Las propiedades del fluido dependen de la temperatura y, a veces, de la presión, por lo que densidad y viscosidad deben corresponder a las condiciones de operación. La viscosidad del agua, por ejemplo, cambia considerablemente con la temperatura. Una etiqueta de régimen no describe por completo un flujo. Las capas límite externas usan otros criterios de transición, los fluidos multifásicos y no newtonianos requieren un tratamiento especializado, y los flujos compresibles incorporan el número de Mach y propiedades variables. Incluso en tuberías, calcular el factor de fricción o la caída de presión requiere geometría y rugosidad además del número de Reynolds. Usa el resultado para elegir un método de análisis adecuado, confirma la longitud característica y las propiedades, y aplica los umbrales correspondientes a la geometría y la norma de ingeniería pertinentes.