zona de turbulencia

El régimen turbulento es un estado de flujo con movimientos inestables y ricos en remolinos. La velocidad y la presión fluctúan local y temporalmente. Se generan vórtices de diferentes tamaños.

El opuesto del flujo turbulento es el flujo laminar. Esta diferencia puede explicarse de manera ilustrativa con un flujo en una tubería. Si un líquido fluye lentamente a través de una tubería, el flujo es laminar. Si fluye rápidamente, el flujo se vuelve turbulento. Esta transición se describe con el número de Reynolds. En flujos en tuberías, típicamente rige un régimen turbulento a partir de aproximadamente Re > 4000.

El número de Reynolds describe la relación entre las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas en un flujo. Números de Reynolds bajos indican un flujo laminar. Números de Reynolds altos indican un flujo turbulento.

Re = ρ ⋅ u⋅ d​ / μ

• Re es el número de Reynolds (–), adimensional
• ρ es la densidad del líquido
• u es la velocidad característica
• d es la longitud característica o el diámetro hidráulico
• μ es la viscosidad dinámica

Este hecho puede trasladarse conceptualmente al flujo en mezcladores de polvo. Una rotación de alta velocidad del rotor de corte conduce a una fuerte formación de remolinos de las partículas de polvo y, por lo tanto, a un estado similar a la turbulencia. En cambio, el flujo de arrastre lento y con poco polvo, que resulta de la hélice mezcladora, corresponde a un mecanismo de transporte ordenado y laminar.

En la ingeniería de procesos, la turbulencia se utiliza de forma dirigida para intensificar la mezcla, la transferencia de calor y la transferencia de materia. Al mismo tiempo, un flujo de arrastre ordenado puede ser ventajoso para minimizar la generación de polvo y la destrucción de partículas.