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Número de Bagnold

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El número de Bagnold, se define como la relación que existe entre la colisión de un grano con la tensión de los fluidos viscosos existentes en el flujo de dicho grano de flujo, esta relación de fluidos y flujos fue determinada por primera vez por Ralph Alger Bagnold .

Por este número se logra determinar la comprensión científica de las diferentes estructuras del desierto de arena, por ejemplo de las dunas, de las ondulaciones, etc.

El número adimensional de Bagnold fue desarrollado junto a la fórmula Bagnold para determinar el flujo de arena caracterizadora, además de ser propuesto también para poder determinar el modelo para las arenas de canto y colaborar con la ciencia de la sedimentología.

Se sabe que el número de Bagnold, recibió este nombre en honor a Ralph Alger Bagnold, militar de profesión pero cientifico de pasión, nació el 3 abril de 1896 y falleció el 28 mayo de 1990, luego de haber aportado mucho al campo de la sedimentología, gracias al uso de cálculos de flujo granular.

La definición general del número de Bagnold es representada por la siguiente formula:

Ba = (mD²Υ) / (2Υeµ)

Donde:

m es la masa.
D es el diámetro de los granos.
Υ es la tensión superficial.
µ es la viscosidad del fluido intersticial.

Todos estos descubrimientos Bagnold los logró luego de realizar un sin fin de experimentos, los cuales los realizó con esferas de cera que median aproximadamente 1mm, estas esferas eran suspendidas en una mezcla de glicerina con agua y alcohol, colocaba estas esferas dentro de un reómetro cilíndrico y agregaba el líquido. Este reómetro fue diseñado para poder medir la fuerza de corte y la fuerza normal que se aplican a las paredes.

Por este experimento Bagnold pudo identificar dos regímenes distintos de flujo; uno fue el macroviscoso y el otro fue el de inercia de grano. Ambos regímenes fueron diferenciados utilizando una determinada cantidad de lo que ahora es conocido como el número de Bagnold.

El número de Bagnold es considerado como análogo al número de Reynolds, ya que el primero representa el cociente que existe entre las fuerzas de inercia y las fuerzas de viscosidad, lo cual se puede entender por los siguientes valores:

Cuando N > 450, el flujo está completamente en el campo inercial
Cuando N < 40, el flujo se encuentra en el rango macro-viscoso

Cabe mencionar que el análisis teórico que realizó Bagnold llega a condicionar a la
ley newtoniana, pero en este caso lo hace con una mayor viscosidad, así como también en función a la concentración lineal, también conocida como la concentración de sedimentos sólidos.

Se sabe que Bagnold llegó a introducir los diferentes parámetros los cuales fueron utilizados para poder describir los esfuerzos cortantes que se hallan en función a la tasa de deformación dentro del volumen de control que posee una mezcla saturada de partículas sólidas.

El primer parámetro que introdujo Bagnold representa la relación que existe entre los esfuerzos inerciales y los esfuerzos viscosos, mientras que el segundo parámetro toma en cuenta la relación existente entre el esfuerzo cortante promedio y el inercial.

En la actualidad se considera que los experimentos realizados por Bagnold dentro del campo de la dinámica del viento son muy importantes, por ellos son siempre citados en toda bibliografía eólica, estos experimentos fueron hechos haciendo pruebas en túneles de viento, también usando datos que corroboraron las pruebas del campo en el desierto africano.






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