Calculadora del número de Reynolds
Calcula el número de Reynolds de un fluido en una tubería y si el flujo es laminar, de transición o turbulento. También al revés: la velocidad, el caudal o el diámetro para un Reynolds.
El número de Reynolds dice cómo se mueve un fluido dentro de una tubería: en capas ordenadas (flujo laminar) o en remolinos (flujo turbulento). De él dependen las pérdidas de carga, la transmisión de calor y el tamaño de bombas e intercambiadores. Con esta calculadora lo obtienes para agua, aire, gasóleo, aceites hidráulicos o cualquier otro fluido, y también al revés: la velocidad, el caudal o el diámetro que dan un Reynolds.
Cómo usar la calculadora
- Elige el fluido. Para el agua, escribe su temperatura: la densidad y la viscosidad se toman de tablas. Si tu fluido no está, elige «Otro» y escribe su densidad y su viscosidad dinámica, o solo su viscosidad cinemática.
- De estos cuatro datos, escribe dos: diámetro interior, velocidad, caudal o número de Reynolds. Se calculan los otros dos.
- En el dibujo, arrastra la flecha de la barra de régimen: pones ese Reynolds y la calculadora te da la velocidad y el caudal que lo producen. Con el teclado, enfoca la flecha y usa ← y →.
Fórmula del número de Reynolds
Donde ρ es la densidad del fluido (kg/m³), v la velocidad media (m/s), D el diámetro interior de la tubería (m), μ la viscosidad dinámica (Pa·s) y ν la viscosidad cinemática (m²/s), que es ν = μ / ρ. Re no tiene unidades: compara las fuerzas de inercia del fluido con las de viscosidad.
Si conoces el caudal en lugar de la velocidad, la velocidad media es:
Laminar, de transición o turbulento
| Número de Reynolds | Régimen | Cómo se mueve el fluido |
|---|---|---|
| Menos de 2300 | Laminar | En capas paralelas, sin mezclarse. El centro va el doble de rápido que la velocidad media. |
| De 2300 a 4000 | De transición | Inestable: pasa de laminar a turbulento con cualquier perturbación. |
| Más de 4000 | Turbulento | En remolinos que mezclan el fluido. La velocidad es casi igual en toda la sección. |
Ejemplo resuelto
Agua a 20 °C (ρ = 998,21 kg/m³, μ = 1,0016 mPa·s) a 0,1 m/s por una tubería de 50 mm de diámetro interior:
El caudal es Q = 0,1 · π · 0,05² / 4 ≈ 0,000 196 m³/s ≈ 0,707 m³/h. Para que el flujo siga siendo laminar (Re = 2300), la velocidad tendría que bajar a 2300 · 1,0034 · 10⁻⁶ / 0,05 ≈ 0,046 m/s.
Viscosidad del agua según la temperatura
La viscosidad del agua baja mucho al calentarse, así que con la misma velocidad el Reynolds sube. Valores a presión atmosférica:
| Temperatura (°C) | Densidad (kg/m³) | Viscosidad dinámica (mPa·s) | Viscosidad cinemática (cSt) | Velocidad para Re = 2300 en 50 mm (m/s) |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 999,84 | 1,7914 | 1,792 | 0,082 |
| 10 | 999,70 | 1,3059 | 1,306 | 0,060 |
| 20 | 998,21 | 1,0016 | 1,003 | 0,046 |
| 30 | 995,65 | 0,7972 | 0,801 | 0,037 |
| 40 | 992,22 | 0,6527 | 0,658 | 0,030 |
| 50 | 988,03 | 0,5465 | 0,553 | 0,025 |
| 60 | 983,20 | 0,4660 | 0,474 | 0,022 |
| 80 | 971,79 | 0,3540 | 0,364 | 0,017 |
| 100 | 958,35 | 0,2816 | 0,294 | 0,014 |
Fuente: CRC Handbook of Chemistry and Physics e IAPWS. La calculadora interpola cada 5 °C.
Otros fluidos de la lista
| Fluido | Densidad (kg/m³) | Viscosidad cinemática (cSt) | Re con 1 m/s en 50 mm |
|---|---|---|---|
| Aire (20 °C, 1 atm) | 1,204 | 15,06 | 3320 |
| Gasóleo (40 °C) | 820 | 3 | 16 667 |
| Aceite hidráulico ISO VG 32 (40 °C) | 870 | 32 | 1563 |
| Aceite hidráulico ISO VG 46 (40 °C) | 875 | 46 | 1087 |
| Aceite hidráulico ISO VG 68 (40 °C) | 880 | 68 | 735 |
El grado ISO VG de un aceite es su viscosidad cinemática a 40 °C en mm²/s (cSt); la densidad es la típica de un aceite mineral. El gasóleo de automoción (norma EN 590) tiene entre 2 y 4,5 cSt a 40 °C: la lista usa un valor típico de 3 cSt. Si conoces los datos de tu fluido, elige «Otro» y escríbelos.
Conductos que no son redondos
Usa el diámetro hidráulico en lugar del diámetro:
Donde A es la sección del conducto y P su perímetro mojado. En un conducto cuadrado de lado a, Dh = a; en uno rectangular de lados a y b, Dh = 2 · a · b / (a + b).
Preguntas frecuentes
¿Cuáles son los límites entre flujo laminar y turbulento?
En tuberías circulares, el flujo es laminar por debajo de Re = 2300, de transición entre 2300 y 4000 y turbulento por encima de 4000. Son valores prácticos: con una tubería muy lisa y sin vibraciones el laminar puede durar algo más.
¿Qué viscosidad uso, la dinámica o la cinemática?
Cualquiera de las dos: Re = ρ · v · D / μ = v · D / ν, porque la viscosidad cinemática es la dinámica dividida entre la densidad (ν = μ / ρ). Con la cinemática no hace falta la densidad. Elige «Otro» con la que tengas.
¿Qué diámetro pongo si el conducto no es redondo?
El diámetro hidráulico: Dh = 4 · A / P, cuatro veces la sección dividida entre el perímetro mojado. En un conducto cuadrado de lado a, Dh = a.
¿Por qué cambia tanto con la temperatura?
Porque la viscosidad del agua baja mucho al calentarse: a 80 °C es casi un tercio de la que tiene a 0 °C. Con la misma velocidad, el agua caliente tiene un Reynolds mucho mayor.
¿Sirve para gases?
Sí, con la densidad y la viscosidad del gas en las condiciones de la tubería. El aire de la lista está a 20 °C y presión atmosférica; si está comprimido, su densidad es mayor y conviene usar «Otro».