¿Cuál es la intuición detrás del número de Reynolds dependiendo del diámetro de la tubería circular en un flujo dentro de una tubería circular?

La pared es una velocidad cero BC para el flujo, eso significa que el flujo se detiene en la pared. Como tal, el fluido inmóvil en la pared ejerce una resistencia viscosa en las capas alejadas de la pared. Me gusta pensar en el flujo de fluidos como una batalla competitiva de las fuerzas inerciales y viscosas. En una tubería de gran diámetro, para el fluido alejado de la pared, los efectos viscosos debidos a la pared se ven eclipsados ​​por la inercia del flujo (el fluido aquí está demasiado lejos de las paredes para experimentar algún efecto viscoso significativo). En una tubería de diámetro más pequeño, todo el flujo aún se ve afectado por el arrastre viscoso, lo que no permite fluctuaciones turbulentas y se obtiene un perfil de velocidad parabólica. Siga aumentando el diámetro de la tubería (todas las demás variables de flujo – rho, v , mu – se mantienen igual) y una parte del flujo (lejos de la pared) dejará de verse afectada por los efectos viscosos de la pared y la inercia las fuerzas simplemente se harán cargo, causando fluctuaciones turbulentas en el fluido.

A2A. Wikipedia tenía una explicación mucho mejor sobre Reynolds Number de la que podría dar. Los números de Reynolds son prácticamente desconocidos fuera del proceso de diseño de un sistema. Un decente Fluid Flow Dynamist probablemente podría usar un razonamiento intuitivo para “estimar” los parámetros de diseño del material. Un plomero probablemente podría decirle con la misma precisión con menos verborrea técnica. Yo, tristemente, tampoco lo soy.

EDITAR: la viscosidad del fluido es un importante factor contribuyente en Laminer o flujo turbulento. Esto debe ser ingresado en cualquier pensamiento “intuitivo”. (¡Justo cuando no fue lo suficientemente difícil!) 😉

No se necesita intuición. El diámetro es la única dimensión local y fácil de medir de una tubería que está disponible para usar para la longitud característica en un número de Reynolds. El resultado es un rango numérico para la transición laminar – turbulenta (por ejemplo, 2300-4000) que es adecuado solo para un flujo de tubería redonda completamente desarrollado. Para el caso de flujo sobre un ala o a lo largo de un fuselaje, encontrará un número de Reynolds diferente (por ejemplo, 100,000 a 500,000) para la transición.