Informe Numero de Reynolds

MECANICA DE FLUIDOS I (IC-347)

LABORATORIO Nº 7

NUMERO DE REYNOLD

I. OBJETIVOS:

Determinar el número de Reynold Determinar el régimen de flujo Diferenciar ocularmente los diferentes régimen de flujo

II. MARCO TEORICO:

Cuando un líquido fluye en un tubo y su velocidad es baja, fluye en líneas paralelas a lo largo del eje del tubo; a este régimen se le conoce como flujo laminar. Conforme aumenta la velocidad y se alcanza la llamada velocidad crítica, el flujo se dispersa hasta que adquiere un movimiento de torbellino en elque se forman corrientes cruzadas y remolinos; a este régimen se le conoce como flujo turbulento. El paso de régimen laminar a turbulento no es inmediato, sino que existe un comportamiento intermedio indefinido que se conoce como régimen de transición.

Regímenes de flujo.

Si se inyecta una corriente muy fina de algún líquido colorido en una tubería transparente que contiene otro fluido incoloro, se pueden observar los diversos comportamientos del líquido conforme varía la velocidad. Cuando el fluido se encuentra dentro del régimen laminar (velocidades bajas), el colorante aparece como una línea perfectamente definida, cuando se encuentra dentro de la zona de transición (velocidades medias), el colorante se va dispersando a lo largo de la tubería y cuando se encuentra en el régimen turbulento (velocidades altas) el colorante se difunde a través de toda la corriente.Las curvas típicas de la distribución de velocidades a través de tuberías. Para el flujo laminar, la curva de velocidad en relación con la distancia de las paredes es una parábola y la velocidad promedio es exactamente la mitad de la velocidad máxima. Para el flujo turbulento la curva de distribución develocidades es más plana (tipo pistón) y el mayor cambio de velocidades ocurre en la zona más cercana a la pared.

Comportamiento del líquido a diferentes velocidades.a) Flujo laminar:

El hilo de corriente es prácticamente una línea recta, paralela ala pared del tubo.

b) Flujo de Transición: La trayectoria del hilo de corriente formada por el colorante es ondulada.

c) Flujo turbulento:

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Las partículas que forman el hilo de corriente sigue trayectorias completamente erráticas; es decir forma remolinos.

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DEn tuberías: Re = VD/ע

Donde: V = Velocidad mediaD = diámetro de la tubería Coeficiente de viscosidad = ע cinemática.

Si: Re < 2100 F. Laminar.Si: Re > 4100 F. Turbulento.

Numero de Reynold

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III. EQUIPOS:

Tanque de Reynold Probeta graduada. Cronómetro Temómetro

IV.PROCEDIMIENTO :

1.- Se vierte agua en el recipiente superior hasta que el agua ingrese por la tubería transparente a tubo lleno

2.- Se inyecta tinte en la boca de ingreso del tubo transparente y se visualiza el flujo de agua en el conducto.

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3.- Se mide el volumen de descarga de agua por el conducto transparente y se controla el

tiempo de descarga.

V. TOMA DE DATOS :

Diámetro de tubo = 1.2 cm Temperatura del agua = Área = 1.131 cm2

PRIMER CAUDALN° Vol. acumulado (m3) Tiempo (s) Caudal = Vol / tiempo (m3/s)01 1.85 x 10-3 10.57 0.175 x 10-3

02 1.88 x 10-3 9.22 0.203 x 10-3

03 2.01 x 10-3 9.85 0.204 x 10-3

04 1.9 x 10-3 9.09 0.209 x 10-3

05 1.9 x 10-3 9.31 0.204 x 10-3

Caudal promedio = 0.199 x 10-3 (m3/s)

SEGUNDO CAUDALN° Vol. acumulado (m3) Tiempo (s) Caudal = Vol / tiempo (m3/s)01 1.85 x 10-3 13.54 0.137 x 10-3

02 1.9 x 10-3 14.31 0.133 x 10-3

03 2.0 x 10-3 15.21 0.131 x 10-3


TERCER CAUDALN° Vol. acumulado (m3) Tiempo (s) Caudal = Vol / tiempo (m3/s)01 0.390 x 10-3 7.47 0.05202 0.440 x 10-3 7.92 0.05603 0.420 x 10-3 7.56 0.05604 0.375 x 10-3 6.88 0.055


CUARTO CAUDALN° Vol. acumulado (m3) Tiempo (s) Caudal = Vol / tiempo (m3/s)01 1.3 x 10-3 4.14 0.31402 1.4 x 10-3 4.23 0.33103 1.48 x 10-3 4.23 0.34904 1.6 x 10-3 4.86 0.329


VI. CUESTIONARIO :

1.- Determinar el número de Reynold para cada caso

Para el 1er caudal: Caudal promedio = 0.199 x 10-3 (m3/s) Diametro =0.012 m

Coeficiente de viscosidad = 1.2195×10−6m2

s

Area = 1.131x10-4 m2

ℜ=Q . DA .v

= 0.199 x10−3 x 0.0121.131 x10−4×1.2195×10−6 =17313.700

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Para el 2do caudal: Caudal promedio = 0.134 x 10-3 (m3/s) Diametro =0.012 m


s

Area = 1.131x10-4 m2

ℜ=Q . DA .v

= 0.134 x10−3×0.0121.131 x10−4×1.2195×10−6 =11658.472

Para el 3er caudal : Caudal promedio =0.055 x 10-3 (m3/s) Diametro =0.012 m


s

Area = 1.131x10-4 m2

ℜ=Q . DA .v

= 0.055 x10−3×0.0121.131 x10−4×1.2195×10−6 =4785.194

.

Para el 4to caudal : Caudal promedio = 0.331 x 10-3 (m3/s) Diametro =0.012 m


s

Area = 1.131x10-4 m2

ℜ=Q . DA .v

= 0.331 x10−3×0.0121.131 x10−4×1.2195×10−6 =28798.166

2.- Determinar el tipo de régimen de flujo para cada caso mediante visualización

Para el 1er caudal

tipo de régimen de flujo de forma visual (turbulento)

Para el 2do caudal:

tipo de régimen de flujo de forma visual (laminar)

Para el 3er caudal

tipo de régimen de flujo de forma visual (laminar)

Para el 4to caudal

tipo de régimen de flujo de forma visual (turbulento)

3.- Determinar el tipo de régimen de flujo para cada caso mediante l formula.

Para el 1er caudal

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ℜ=Q . DA .v

= 0.199 x10−3 x 0.0121.131 x10−4×1.2195×10−6 =17313.700

Para valores de Re>4000. Este régimen sedenomina de (turbulento).

Para el 2do caudal:

ℜ=Q . DA .v

= 0.134 x10−3×0.0121.131 x10−4×1.2195×10−6 =11658.472

Para valores de Re > 4000 . Este régimen es llamado ( turbulento ) es decir caracterizado por un movimiento desordenado, no estacionario y tridimensional

Para el 3er caudal

ℜ=Q . DA .v

= 0.055 x10−3×0.0121.131 x10−4×1.2195×10−6 =4785.194

Para valores de Re > 4000 después de un pequeño tramo inicial con oscilaciones variables, el colorante tiende a difundirse en todo el flujo. Este régimen es llamado ( turbulento ) es decir caracterizado por un movimiento desordenado, no estacionario y tridimensional.

Para el 4to caudal

ℜ=Q . DA .v

= 0.331 x10−3×0.0121.131 x10−4×1.2195×10−6 =28798.166

Para valores de Re > 4000 después de un pequeño tramo inicial con oscilaciones variables, el colorante tiende a difundirse en todo el flujo. Este régimen es llamado ( turbulento ) es decir caracterizado por un movimiento desordenado, no estacionario y tridimensional

4.- Graficar numero de Reynolds versus velocidad media.

NUMERO DE REYNOLD

VELOCIDAD MEDIA

17313.7 1.75911658.472 1.1854785.194 0.486

28798.166 2.927

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0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

17313.7

11658.472

4785.194

28798.166f(x) = 9838.02813172214 x + 3.79679166059941

reynolds vs velocidad media

reynolds vs velocidad mediaLinear (reynolds vs ve-locidad media)

5.- Determinar la velocidad crítica (entre flujo laminar y turbulento)

VII. CONCLUCIONES:

En la práctica no se pudo establecer un flujo laminar con los datos obtenidos esto se debe a un error que se cometió ya sea al medir el tiempo o al medir el volumen.

Los objetivos fueron satisfechos, pues no solo se obtuvieron resultados adecuados, sino que se comprendió adecuadamente la relación de la velocidad con el régimen de flujo y los efectos en el número de Reynolds

VIII. BIBLIOGRAFIA:

Mecánica De Los Fluidos E Hidráulica, Ronald V. Giles Edit, McGrawHill,Tercera Edición

Ballesteros, R. “Turbulencia”, Área de Mecánica de Fluidos, Universidad deOviedo. 2003

http://personales.unican.es/renedoc/Trasparencias%20WEB/Trasp%20Termo%20y%20MF/01%20Fluidos/MF%20T04.pdf

http://www.slideshare.net/ChicaAmbiental/practica-3-obtencion-del-numero-de-reynolds-docx1

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