La analogía de Reynolds es conocida popularmente por relacionar el momento turbulento y la transferencia de calor. [1] Esto se debe a que en un flujo turbulento (en una tubería o en una capa límite) el transporte de momento y el transporte de calor dependen en gran medida de los mismos remolinos turbulentos : los perfiles de velocidad y temperatura tienen la misma forma.
El supuesto principal es que el flujo de calor q/A en un sistema turbulento es análogo al flujo de momento τ, lo que sugiere que la relación τ/(q/A) debe ser constante para todas las posiciones radiales.
La analogía completa de Reynolds* es:
Los datos experimentales para corrientes de gas concuerdan aproximadamente con la ecuación anterior si los números de Schmidt y Prandtl están cerca de 1,0 y solo hay fricción superficial en el flujo que pasa por una placa plana o dentro de una tubería. Cuando hay líquidos presentes y/o hay fricción de forma , se sabe convencionalmente que la analogía no es válida. [1]
En 2008, se revisó la forma cualitativa de validez de la analogía de Reynolds para el flujo laminar de fluido incompresible con viscosidad dinámica variable (μ). [2] Se demostró que la dependencia inversa del número de Reynolds ( Re ) y el coeficiente de fricción superficial ( c f ) es la base de la validez de la analogía de Reynolds, en flujos convectivos laminares con μ constante y variable. Para μ = const. se reduce a la forma popular del número de Stanton ( St ) que aumenta con el aumento de Re , mientras que para la variable μ se reduce a St que aumenta con la disminución de Re . En consecuencia, la analogía de Chilton-Colburn de St • Pr 2/3 que aumenta con el aumento de c f es cualitativamente válida siempre que la analogía de Reynolds sea válida. Además, la validez de la analogía de Reynolds está vinculada a la aplicabilidad del Teorema de Producción Mínima de Entropía de Prigogine . [3] Por lo tanto, la analogía de Reynolds es válida para flujos que están cerca de desarrollarse, para los cuales, los cambios en los gradientes de las variables de campo (velocidad y temperatura) a lo largo del flujo son pequeños. [2]
