Eddy (dinámica de fluidos)


En dinámica de fluidos , un remolino es el remolino de un fluido y la corriente inversa creada cuando el fluido está en un régimen de flujo turbulento. [2] El fluido en movimiento crea un espacio desprovisto de fluido que fluye aguas abajo en el lado aguas abajo del objeto. El fluido detrás del obstáculo fluye hacia el vacío creando un remolino de fluido en cada borde del obstáculo, seguido de un breve flujo inverso de fluido detrás del obstáculo que fluye río arriba, hacia la parte posterior del obstáculo. Este fenómeno se observa naturalmente detrás de grandes rocas emergentes en ríos de corriente rápida.

La propensión de un fluido a formar remolinos se utiliza para promover una buena mezcla de aire y combustible en los motores de combustión interna.

En mecánica de fluidos y fenómenos de transporte , un remolino no es una propiedad del fluido, sino un violento movimiento de remolino causado por la posición y dirección del flujo turbulento. [3]

En 1883, el científico Osborne Reynolds realizó un experimento de dinámica de fluidos con agua y colorante, donde ajustó las velocidades de los fluidos y observó la transición de flujo laminar a turbulento, caracterizado por la formación de remolinos y vórtices. [4] El flujo turbulento se define como el flujo en el que las fuerzas de inercia del sistema son dominantes sobre las fuerzas viscosas. Este fenómeno se describe mediante el número de Reynolds , un número sin unidades utilizado para determinar cuándo ocurrirá un flujo turbulento. Conceptualmente, el número de Reynolds es la relación entre las fuerzas de inercia y las fuerzas viscosas. [5]

donde v es la velocidad del fluido, ρ es su densidad , r es el radio del tubo y μ es la viscosidad del fluido. Un flujo turbulento en un fluido se define por el número de Reynolds crítico, para una tubería cerrada esto equivale a aproximadamente


Una calle de vórtice alrededor de un cilindro. Esto puede ocurrir alrededor de cilindros y esferas, para cualquier fluido, tamaño de cilindro y velocidad del fluido, siempre que el flujo tenga un número de Reynolds en el rango de ~40 a ~1000. [1]
Un diagrama que muestra la distribución de velocidades de un fluido que se mueve a través de una tubería circular, para flujo laminar (izquierda), flujo turbulento, promediado en el tiempo (centro) y flujo turbulento, representación instantánea (derecha)
Experimento de Reynolds (1883). Osborne Reynolds de pie junto a su aparato.
Fotografía de Schlieren que muestra la pluma de convección térmica que se eleva desde una vela ordinaria en el aire en calma. La pluma es inicialmente laminar, pero la transición a turbulencia ocurre en el 1/3 superior de la imagen. La imagen fue hecha usando un espejo schlieren de un metro de diámetro por Gary Settles.
A favor del viento de los obstáculos, en este caso, Madeira y las Islas Canarias frente a la costa occidental de África, los remolinos crean patrones turbulentos llamados calles de vórtice.