Objetivos:

Comprobar los cambios en número de Reynolds al modificar sus variables.

Identificar los tipos de flujos (laminar y turbulento) mediante la experimentación y

comprobar los resultados utilizando el número de Reynolds.

Introducción:

Cuando entre dos partículas en movimiento existen gradientes de velocidad, ósea

que una se mueve más rápido que la otra, se desarrollan fuerzas de fricción que

actúan tangencialmente a las mismas.

Las fuerzas de fricción tratan de introducir rotaciones entre las partículas en

movimiento, pero simultáneamente la viscosidad trata de impedir la rotación.

Dependiendo del valor relativo de estas fuerzas se pueden producir diferentes

estados de flujo.

Cuando el gradiente de velocidad es bajo, la fuerza de inerciales mayor que la de

fricción, las partículas se desplazan pero no rotan, o lo hacen pero con muy poca

energía, el resultado final es un movimiento en el cual las partículas siguen

trayectorias definidas, y todas las partículas que pasan ´por un punto en el campo

de flujo siguen la misma

Marco teórico:

Flujo

Estudio del movimiento de un fluido. En el estudio de dicho movimiento se

involucran las leyes de la física, las propiedades del fluido y características del

medio ambiente o conducto por el cual fluye.

Clasificación del flujo

Se puede clasificar de muchas maneras, atendiendo al cambio y dirección que

sufren las partículas debido al espacio recorrido, al cambio de velocidad, dirección

y posición de las partículas respecto al tiempo. Así un flujo puede ser laminar o

turbulento.

Flujo laminar

Es aquel en el que el movimiento de las partículas tiene solamente el sentido y

dirección del movimiento principal del fluido. Se puede presentar en un conducto

cerrado Trabajando a presión (tubería), en un conducto abierto (canal).

Flujo turbulento

Es aquel fluido en el que las partículas del fluido tienen desplazamiento en

sentidos diferentes al del movimiento principal del fluido. Se pueden representar

en el mismo tipo de conducto referido al régimen laminar.

En este tipo de flujo al moverse las partículas con movimiento errático tienen

como consecuencia el que se presenten colisiones entre ellas, y esto genera

cambios en la cantidad de movimiento, que se manifiestan como perdida de

energía.

El flujo laminar es típico de fluidos a velocidades bajas o viscosidades altas,

mientras fluidos de viscosidad baja, velocidad alta o grandes caudales suelen ser

turbulentos.

Reynolds

El número de Reynolds relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión

típica de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en numerosos

problemas de dinámica de fluidos. Dicho número o combinación adimensional

aparece en muchos casos relacionado con el hecho de que el flujo pueda

considerarse laminar (número de Reynolds pequeño) o turbulento (número de

Reynolds grande).

Para un fluido que circula por el interior de una tubería circular recta, el número de

Reynolds viene dado por:

Donde: : Velocidad característica del fluido : Diámetro de la tubería a través de la cual circula el fluido o longitud

característica del sistema : Viscosidad cinemática del fluido

PRACTICA:

Identificar los tipos de flujos (laminar y turbulento) mediante la

experimentación y comprobar los resultados utilizando el numero de

Reynolds.

Material:

Vaso de 1L

Jeringa 5ml

Tinta

Procedimiento:

Se llenó el vaso hasta su capacidad de 1000ml y se llenó la jeringa con tinta negra

hasta los 5ml de capacidad para luego introducir solo la punta de la aguja de la

jeringa y se presionó la jeringa para vaciarla; esto se hizo dos veces a diferentes

tiempos cada vez para variar la velocidad de flujo de salida de la tinta, la primera

vez se vacio en un tiempo de 1.70 seg. y la segunda vez en 22.19 seg..

Al hacerse de este modo se pudo observar la diferencia que había en el

comportamiento de la tinta en el fluido para luego comprobar si fueron los

comportamientos laminares, turbulentos o de transición.

Resultados:

Datos:

Diámetro punta de aguja:

Área punta de aguja:

Temperatura agua:

Viscosidad cinemática agua a :

Cálculos:

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-

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-

Conclusión:

Mediante la observación directa del desplazamiento de la tinta en el agua se pudo

observar muy claramente el comportamiento diferenciado entre un flujo laminar y

uno turbulento pues la velocidad de disipación del la tinta en el vaso eran muy

marcadas en comparación

PRACTICA:

Cambios en número de Reynolds al modificar sus variables

Material:

Vaso de 250ml

Jeringa 5ml

Agua

Glicerina

Acetona

Procedimiento:

Se llenara el vaso de 250 ml con la sustancia para experimento ya sea agua,

acetona o glicerina y después se absorberá con la jeringa los 5ml de capacidad

para luego metiendo solo la punta de la jeringa extraer el líquido en cuestión en en

tiempos razonablemente cercanos en pruebas de 4 en 4 para cada compuesto y

así comparar después con los cálculos las variaciones en número de Reynolds

AGUA

Datos:

Diámetro punta de jeringa:

Área punta de jeringa:

Temperatura agua:

Temperatura agua:

Viscosidad cinemática agua a :

Viscosidad cinemática agua a :

AGUA 82 CENTIGRADOS vc 3.524x10e-7

# intento 1 2 3 4 promedio

tiempo seg. 7.93 6.85 7.41 7.69 7.47

AGUA 25 CENTIGRADOS vc 8.94x10e-7

# intento 1 2 3 4 promedio

tiempo seg. 6.82 6.11 7.42 7.02 6.8425

-

Cálculos:

-

-

-

-

GLICERINA

Datos:

Diámetro punta de jeringa:

Área punta de jeringa:

Temperatura glicerina:

GLICERINA 27 centígrados vc .007

# intento 1 2 3 4 promedio

tiempo seg. 5.27 4.49 4.64 4.84 4.81

Cálculos:

-

-

-

ACETONA

Datos:

Diámetro punta de jeringa:

Área punta de jeringa:

Temperatura glicerina:

ACETONA 26 centígrados vc 3.16x10e-6

# intento 1 2 3 4 promedio

tiempo seg. 5.06 5.27 5.83 5.29 5.3625

Calculos:

-

-

-

CONCLUSION:

Se ha podido observar claramente que al dejar fija la variable del diámetro y

modificando la variable de velocidad en una muy pequeña medida pero

modificando la viscosidad cinemática en una gran medida se puede observar la

gran diferencia en el comportamiento que tiene la ecuación de Reynolds y cómo

podemos darnos una idea de cómo bajo mismas circunstancias los fluidos se

comportan muy diferente según su viscosidad.