Ley de Stokes

Ley de Stokes De Wikipedia, la enciclopedia libre Saltar a navegación navegación,, búsqueda La Ley de Stokes se refiere a la fuerza de fricción experimentada por objetos esfricos movindose en el seno de un fluido viscoso en viscoso en un rgimen laminar  laminar de de bajos números de !e"nolds## $ue derivada en %&'% !e"nolds %&'% por  por (eorge (abriel Stokes tras resolver un caso  particular de las ecuaciones de )avier*Stokes# )avier*Stokes# +n general la le" de Stokes es vlida en el movimiento de part-culas esfricas peque.as movindose a velocidades bajas# La le" de Stokes puede escribirse como/ , donde ! es el radio de la esfera, v su velocidad " 0 la viscosidad del fluido# La condición de bajos números de !e"nolds implica un flujo laminar  lo  lo cual puede traducirse por una velocidad relativa entre la esfera " el medio inferior a un cierto valor cr-tico# +n estas condiciones la resistencia que ofrece el medio es debida casi exclusivamente a las fuerzas de rozamiento que se oponen al deslizamiento de unas capas de fluido sobre otras a partir de la capa l-mite ad1erida al cuerpo# La le" de Stokes se 1a comprobado experimentalmente en multitud de fluidos " condiciones# Si las part-culas estn ca"endo verticalmente en un fluido viscoso debido a su propio  peso puede calcularse su velocidad de ca-da o ca-da o sedimentación igualando la fuerza de fricción con el peso aparente de la particula en el fluido#

donde/ V  s es la velocidad de ca-da de las part-culas 2velocidad 2velocidad l-mite3 l-mite3  g  es  es la aceleración de la gravedad, gravedad,  ρ p es la densidad densidad de  de las part-culas "  ρ f   es la densidad densidad del  del fluido# η es la viscosidad del fluido# Sir George Gabriel Stokes, primer Baronet (13 Baronet (13 de agosto de 1819 1819-1 -1 de febrero de 1903 1903)) fue un matemático y físico irlandés que realiz contribuciones im!ortantes im!ortantes a la dinámica de "uidos (incluyendo "uidos (incluyendo las ecuaciones de #a$ier-%to&es)' #a$ier-%to&es)' la !tica !tica y  y la física matemática (incluyendo el teorema de %to&es) ue secretario y luego !residente de la *oyal %ociety de %ociety de +nglaterra

#,mero de *eynolds

e .i&i!edia' la enciclo!edia libre %altar a na$egacin' b,squeda +l número de Reynolds 2 Re3 es un número adimensional utilizado en mecnica de fluidos, dise.o de reactores " fenómenos de transporte para caracterizar el movimiento de un fluido# +ste número recibe su nombre en 1onor de 4sborne !e"nolds 2%&56* %7%63, quien lo describió en %&&8#

Contenido /ocultar •

1 enicin y uso de *e

•

2 *e y el carácter del "uo

•

3 luo sobre la ca!a límite

•

4 5éase también

•

6 *eferencias

•

7 #otas

[editar] Defnición y uso de

Re

+l número de !e"nolds relaciona la densidad, viscosidad, velocidad " dimensión t-pica de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en numerosos problemas de dinmica de fluidos# Dic1o número o combinación adimensional aparece en muc1os casos relacionado con el 1ec1o de que el flujo pueda considerarse laminar 2número de !e"nolds peque.o3 o turbulento 2número de !e"nolds grande3# Des de un punto de vista matemtico el número de !e"nolds de un problema o situación concreta se define por medio de la siguiente fórmula/

o equivalentemente por/

donde/

 densidad del "uido v s

$elocidad característica del "uido

D

diámetro de la tubería a tra$és de la cual circula el "uido o longitud característica del sistema : $iscosidad dinámica del "uido ; $iscosidad cinemática del "uido

9omo todo número adimensional es un cociente, una comparación# +n este caso es la relación entre los trminos convectivos " los trminos viscosos de las ecuaciones de  )avier*Stokes que gobiernan el movimiento de los fluidos# :or ejemplo, un flujo con un número de !e"nolds alrededor de %;;#;;; 2t-pico en el movimiento de una aeronave peque.a, salvo en zonas próximas a la capa l-mite3 expresa que las fuerzas viscosas son %;;#;;; veces menores que las fuerzas convectivas, " por lo tanto aquellas pueden ser ignoradas#