Visualización de Flujos

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VISUALIZACIÓN DE FLUJOS (Primera Práctica) 1. OBJETIVOS Determinar número de Reynolds. Visualizar líneas de corriente. Visualizar patrones de flujo. 2. INTRODUCCIÓN 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 el que 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”. 3. MARCO TEÓRICO A Los diferentes regímenes de flujo y la asignación de valores numéricos de cada uno fueron reportados por primera vez por Osborne Reynolds en 1883. Reynolds observó que el tipo de flujo adquirido por un líquido que fluye dentro de una tubería depende de la velocidad del líquido, el diámetro de la tubería y de algunas propiedades físicas del fluido. 4. EQUIPOS Y MATERIALES PROBETA

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mecanica de fluidos 1

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VISUALIZACIN DE FLUJOS(Prmera Prctca)1. OBJETIVOS Determnar nmero de Reynods. Vsuazar neas de corrente. Vsuazar patrones de u|o.2. INTRODUCCINCuandounqudouyeenuntuboysuveocdadesba|a, uyeenneas paraeas a o argo de e|e de tubo; a este rgmen se e conocecomo"u|oamnar". Conformeaumentaaveocdadyseacanzaaamada "veocdad crtca", eu|o se dspersa hasta que adquere unmovmentodetorbenoene queseformancorrentescruzadasyremonos,a este rgmen se e conoce como "u|o turbuento". E pasodergmenamnaraturbuentonoesnmedato, snoqueexsteuncomportamento ntermedo ndendo que se conoce como "rgmen detranscn".3. MARCO TERICOA Los dferentes regmenes de u|o y a asgnacn de vaores numrcosde cada uno fueron reportados por prmera vez por Osborne Reynods en1883. Reynods observ que e tpo de u|o adqurdo por un qudo queuyedentrodeunatuberadependedeaveocdadde qudo, edmetro de a tubera y de agunas propedades fscas de udo.4. EQUIPOS Y MATERIALESPROBETACRONMETROTERMOMETRO5. DEFINIR LOS SIGUIENTES CONCEPTOS:a) Fu|o LamnarLas partcuas se despazan sguendo trayectoras paraeas,formando as en con|unto capas o mnas de ah su nombre,e udosemuevesnquehayamezcasgncatvadepartcuasdeudovecnas. Esteu|osergepor aeyquereaconaatensncortante con a veocdad de deformacn anguarLavscosdadde udoesamagntudfscapredomnanteysuaccn amortgua cuaquer tendenca a ser turbuento.b) F!"# T!$b!%&'#E u|o turbuentoes mscomnmente desarroado debdo a que a naturaeza tene tendencahacae desordenyestoentrmnosdeu|ossgncatendencahaca a turbuenca. Este tpo de u|o se caracterza por trayectorascrcuares errtcas, seme|antes a remonos. E u|o turbuento ocurrecuandoasveocdadesdeu|osongeneramentemuyatasoenudos en os que as fuerzas vscosas son muy pequeas.La turbuenca puede orgnarse por a presenca de paredes encontacto con e udo o por a exstenca de capas que se muevan adferentes veocdades. Adems, un u|o turbuento puededesarroarse ben sea en un conducto so o en un conducto rugoso.() F!"# )% T$*&+,(,-&E gope de arete es un fenmeno transtoro en e que a tubera noseconsderargday e qudosetratacomocompresbe. Estefenmeno se produce en os conductos a cerrar o abrr una vvua,aponer en marcha o parar una mquna hdruca, o adsmnurbruscamente e cauda. Un u|o es transtoro cuando suscaracterstcashdrucas, presn(p), veocdad(v) ycauda (q),dependen de espaco y de tempo. S e u|o e u|o se trata comoundmensona, entonces p=p(x, t), v=v(x, t), q=q(x, t).))N./%$# )% R%0)+ ($1',(#Para apcacones prctcas de u|o den tuberas, encontramos que se nmero de Reynods para e u|o es menor a 2300, este ser amnar.S e nmero de Reynods es mayor a 4000, este ser turbuento.En e rango de nmero de Reynods entre 2300 y 4000 es mposbe predecr que u|o exste, por o tanto o denomnaremos regn crtca. %) R%0)+($,',(#+!2%$,#$Parapequeoscaudaes, e etecooreadosemuevesguendounanearectaatravs de tubo, demostrando que e u|o es amnar. Cuando crece ecauda e nmero de Reynods crece. A aumentar e cauda se ega aun punto para e cua e ete cooreado se va onduando y por tmose rompe bruscamente dfundndose a tntura a travs de tubo. Sehan obtendo vaores de R= 12,000 y R = 40,000 antes de que e u|osevuevaturbuento. EstosvaoressonamadosnmeroscrtcossuperoresdeReynods, notenenvaor prctcoagunodesdeemomentoenqueastuberasordnarastenenrreguardadesqueorgnan u|os turbuentos para vaores muchos menores.3)R%0)+ ($,',(# ,&3%$,#$Comenzando con un u|oturbuento ese tubo de vdro, Reynodsencontr que se converta en amnar cuando a veocdad se reducahastaqueRsehceramenor que2,000. Estees e nmerodeReynods crtco nferor para movmento de udos en tuberas y ese de verdadera mportanca prctca. En as nstaacones usuaes, eu|o cambar de amnar a turbuento en e ntervao de nmeros deReynods entre 2,000 y 4,000.4. PROCEDIMIENTO E5PERIMENTAL Prmero esnecesaro estabecer una veocdad de crcuacn deagua en e expermento y estabecer un cauda de agua crcuante. Segundo estabecer un nve de agua constante en e tanque. Luego se cooca e coorante en e deposto Se procede a a reguacn de coorante nyectado Luego vsuazamos de os dferentes regmenes de u|o queexpermenta e agua que crcua por e tubo de vdro dedspostvo expermenta. Portmoobservamosene tubodevdroasformasquesedesarroan..DATOS DE LA PR6CTICA7 Temperatura de agua=20 C Vscosdad cnemtca a 18.6C esv=1.007x(104 cm2/sQ=Vt cm3/ segReynods para e u|o amnar:C*!)* )% 8!"# */,&*$R%N9:#!/%&;)T,%/2#;+) C*!)* ;