Desterminaciòn del numero reynolds

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ESCUELA DE INGENIERÍA DE LOS RECURSOS NATURALES (EIDENAR)
FUNDAMENTOS DE FLUIDOS
DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE REYNOLDS

OBJETIVOS

Establecer de manera experimental el número de Reynolds para cada tipo de flujo (turbulento, laminar) y su error correspondiente según los valores teóricos.

Familiarizarse con el manejo y dinámica del funcionamiento del aparato de Reynolds a partir delfluido en función de la velocidad.

describir la apariencia de un flujo laminar y de un flujo turbulento a través de gráficas que ilustran el paso del trazador por la tubería.

PROCEDIMIENTO

La práctica consistió en identificar el equipo empleado por Osborne Reynolds (1842-1912), quien lo describió en 1883 (figura 1), para distinguir el comportamiento del fluido bajo diferentes condicionesde caudal.


Figura2.1 Equipo para medir el número de Reynolds
Se ajustó el flujo del equipo, de tal manera que con la válvula de salida parcialmente abierta, el agua se derramase sobre el vertedero de excesos. Con la válvula reguladora del flujo de entrada se reguló el caudal de alimentación hasta lograr condiciones de flujo permanente.

Se tomo la temperatura del agua, con la cual sedebe realizar una revisión de literatura para determinar cual es la viscosidad que el agua presenta a 23º C.

Posterior a lo anterior, se abrió la válvula de inyección de la tinta y se dejó que esta fluya hacia el centro del tubo de vidrio. El flujo tuvo diferentes comportamientos a mediada que se fue abriendo más la llave.

Paralelo a esto, se efectuaron aforos volumétricos, recolectando aguaen lapsos de 1 minuto, cada muestra se tomó por duplicado. La relación entre el volumen de agua y el tiempo medido dará la descarga a través de la tubería.

MARCO TEORICO.

Los experimentos de Reynolds, flujo laminar y turbulento

Reynolds demostró por primera vez las características de los dos regímenes de flujo de un fluido real, laminar – turbulento, por medio de un sencillo aparato.Además dedujo que para las velocidades bajas las partículas de fluido se movían en capas paralelas, deslizándose a lo largo de láminas adyacentes sin mezclarse. Este régimen lo denominó flujo laminar; y el régimen cuando hay mezcla lo nombro flujo turbulento.
Reynolds pudo generalizar sus conclusiones a cerca de los experimentos al introducir un término adimensional, que posteriormente tomó su nombre.Re= (V*D)⁄γEcuación 1

Donde, V: Velocidad
D: Diámetro de la tubería
ץ: Viscosidad cinemática del fluido

Reynolds mostró que ciertos valores críticos definían las velocidades criticas superior e inferior para todos los fluidos que fluyen en todos los tamaños de tubos y dedujo así el hecho de que los limites de flujo laminar y turbulento se definían pornúmeros simples.
Muchos experimentos han demostrado que el R critico inferior tiene un valor aproximado de 2100 lo que se conoce como flujo laminar, que entre 2100 y 4000 existe una zona de incertidumbre conocida como flujo de transición, el cual aún no se ha podido determinar una método matemático para determinarlo y que a partir de 4000 se desarrolla un flujo turbulento.

TIPOS DE FLUJOOBSERVADOS EN EL LABORATORIO



RESULTADOS
En la tabla 5.1, se pueden apreciar los datos obtenidos en la práctica de laboratorio.

Tabla 5.1 Datos iniciales de la práctica
ENSAYO TEMPERATURA ºC VISCOSIDAD CINEMATICA (N/m²)*10-3 VOLUMEN (L) TIEMPO (s) FLUJO
1 22 0.9234 0.05 60 Laminar
2 22 0.9234 0.052 60 Laminar
3 22 0.9234 0.65 30 Transición
4 22 0.9234 0.68 30 Transición
5 22 0.92340.815 15 Turbulento
6 22 0.9234 0.825 15 Turbulento

Diámetro tubo de vidrio (D): 13.8 mm = 0.0138 m
Longitud de tubo de vidrio: 757 mm = 0.757 m
Área = 1.49 cm2
Teniendo en cuenta estos datos se calculó el caudal para cada posición de la válvula de salida, mediante la relación del volumen recogido y su respectivo tiempo como se muestra en la ecuación 2.

Q= Volumen⁄tiempoEcuación 2...
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