Experimento de reynolds

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EXPERIMENTO DE REYNOLDS

1. INTRODUCCION

Todos los fluidos están compuestos de moléculas que se encuentran en movimiento constante. Sin embargo, en la mayor parte de las aplicaciones de ingeniería, nos interesa más conocer el efecto global o promedio (es decir, macroscópico) de las numerosas moléculas que forman el fluido. Son estos efectos macroscópicos los que realmente podemos percibiry medir. Sin embargo debemos detenernos y analizar los procesos que ocurren a nivel de moléculas, estudiar el movimiento de las partículas de fluidos y su comportamiento en situaciones diversas. En esta práctica podremos clasificar con un análisis minucioso los tipos de flujo de acuerdo su línea de flujo.

2. OBJETIVOS

• Realizar reconocimiento y una clasificación visual de lostipos de flujo que pasan por una tubería, con ayuda de tinta.

• Clasificar cada flujo (laminar, transición y turbulento) utilizando la ecuación de Reynolds.

3. EQUIPOS Y MATERIALES

Equipos: - Balde, para recolectar el volumen de agua.
- Probeta, para obtener la medida del volumen de agua.
- Cronometro, para tomar el tiempo de colección de agua.
- Equipo de Reynolds.- Regla de 60cm para calcular de estancamiento del agua.

Materiales: - Agua en cantidad, para realizar el ensayo.

4. REVISISON DE LITERATURA

Flujo laminar y flujo turbulento

En hidrodinámica es muy importante el tipo de flujo que presenta el desplazamiento de un fluido. Cuando un fluido se mueve por un canal cerrado lo hace según diferentes regímenes que dependen de las condicionesexistentes. Cuando la velocidad de flujo es baja, el desplazamiento es ordenado y uniforme.

El fluido se mueve en capas o láminas que se deslizan unas sobre otras, presentándose sólo intercambio molecular de momento. Actúan fuerzas cortantes viscosas que resisten el movimiento relativo de capas adyacentes. Este régimen se denomina flujo laminar. Para este tipo de flujo se obtuvo la ley deviscosidad de Newton.

Cuando la velocidad es alta, se observa una corriente con formación de remolinos, con pequeños paquetes de partículas de fluido que se mueven en todas direcciones con movimiento errático y con intercambio de momento transversal violento. Este tipo de flujo se denomina flujo turbulento.
La existencia de los flujos laminar y turbulento fue descripta cualitativamente por OsborneReynolds en 1883.

Experimento de Reynolds

Reynolds realizó sus experimentos utilizando un depósito de agua con un tubo de vidrio conectado horizontalmente. En el extremo del tubo colocó una válvula para regular el caudal. A través de una boquilla de inyección se introduce una corriente muy delgada y uniforme de solución colorante que se deja fluir en forma paralela al eje del tubo. Se abrela válvula y se deja circular el agua. Cuando la velocidad del fluido es baja, el colorante inyectado forma una sola línea, similar a un hilo, que se desplaza en una línea recta a lo largo del tubo.
No hay mezcla lateral del fluido como puede verse en la siguiente figura:

[pic]

Este patrón corresponde al régimen laminar. Al aumentar la velocidad del agua, se observa que al llegar a ciertolímite la línea de colorante se dispersa y se ve la formación de remolinos, como lo muestra esta otra figura.

[pic]

El número de Reynolds

Se ha demostrado que la transición del flujo laminar al turbulento en tuberías es una función de la velocidad, la densidad y viscosidad del fluido y el diámetro del tubo. Estas variables se correlacionan en un número adimensional conocido como Número deReynolds, cuya expresión es:

Donde:
- N Re es el número de Reynolds.
- D es el diámetro de la cañería.
- ρ es la densidad del fluido.
- µ es la viscosidad del fluido y
- v es la velocidad promedio del fluido.

El número de Reynolds es la relación entre las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas de la corriente...
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