Calculadora de la Velocidad de Sedimentación de Stokes (Sedimentación de Partículas)
Con qué velocidad se hunde (o sube) una esfera pequeña en un fluido según la ley de Stokes, con su número de Reynolds, si la ley se aplica y el tiempo para sedimentar una altura dada.
Resultados
La línea discontinua marca el valor que ha escrito.
Qué hace esta herramienta
Una partícula pequeña alcanza casi de inmediato su velocidad terminal, cuando su peso menos el empuje iguala la resistencia viscosa 3π μ d v. La ley de Stokes da entonces una velocidad proporcional al cuadrado del diámetro: con la mitad de tamaño la partícula sedimenta cuatro veces más despacio, y por eso el limo y la arcilla finos siguen turbios durante días mientras que la arena cae en segundos. La ley solo vale mientras el flujo alrededor de la partícula sea lento, con número de Reynolds por debajo de 1 aproximadamente; por encima, la velocidad real es menor que la indicada. Las partículas más ligeras que el fluido dan resultado negativo: suben.
Fórmula
v = g d² (ρp − ρf) ÷ (18 μ) (Stokes' law, valid for Re = ρf v d ÷ μ below about 1)
Variables
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
d | Diámetro de la partícula | µm |
rp | Densidad de la partícula | kg/m³ |
rf | Densidad del fluido | kg/m³ |
mu | Viscosidad dinámica del fluido | mPa·s |
h | Altura a recorrer | m |
V | Velocidad de sedimentación (negativa si sube) | mm/s |
RE | Número de Reynolds de la partícula | — |
T | Tiempo para recorrer esa altura | min |
VAL | ¿Es válida la ley de Stokes? | — |
Ejemplo resuelto
- Diámetro de la partícula50 µm
- Densidad de la partícula2650 kg/m³
- Densidad del fluido998 kg/m³
- Viscosidad dinámica del fluido1 mPa·s
- Altura a recorrer1 m
- Velocidad de sedimentación (negativa si sube)2,2501 mm/s
- Número de Reynolds de la partícula0,1123
- Tiempo para recorrer esa altura7,4 min
- ¿Es válida la ley de Stokes?Aproximadamente — número de Reynolds entre 0,1 y 1
Limitaciones
- La fórmula supone condiciones ideales: sin pérdidas por fricción, sin resistencia del aire y sin pérdidas de rendimiento salvo que las introduzca.
- El resultado es una estimación basada solo en los valores introducidos. Las situaciones reales suelen incluir factores que esta calculadora desconoce.