experimento de reynolds

EXPERIMENTO DE REYNOLDS

OBJETIVO
Estudiar el número de Reynolds, así como los efectos de la velocidad en el régimen de flujo. Determinar el flujo laminar y turbulento que presenta el fluido denotando una hábil metodología experimental.

INTRODUCCIÓN
El número de Reynolds es quizá uno de los números adimensionales más utilizados. La importancia radica en que nos habla del régimen con quefluye un fluido, lo que es fundamental para el estudio del mismo. Si bien la operación unitaria estudiada no resulta particularmente atractiva, el estudio del número de Reynolds y con ello la forma en que fluye un fluido es sumamente importante tanto a nivel experimental, como a nivel industrial.
Cuando un líquido fluye en un tubo y su velocidad es baja, fluye en líneas paralelas a lo largo deleje 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 uncomportamiento intermedio indefinido se le conoce como “flujo de transición”.
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 líneaperfectamente 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.

MARCO TEÓRICO
Los diferentes regímenes de flujo y la asignación de valores numéricos de cada uno fueron reportados porprimera vez por Osborne Reynolds en 1883.
Reynolds observo 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. Así, el número de Reynolds es un numero adimensional que relaciona las propiedades físicas del fluido, su velocidad y la geometría del ducto por el quefluye y está dado por:

= Ecuación (1)


Cuando el ducto es una tubería, D es el diámetro interno de la tubería. Cuando no se trata de un ducto circular, se emplea el diámetro equivalente (De) definido como:

Ecuación (2)
Generalmente cuando el número de Reynolds seencuentra por debajo de 2000 se sabe que el flujo es laminar, el intervalo entre 2000 y 4000 se considera como flujo de transición y para valores mayores de 4000 se considera como flujo turbulento. Este grupo adimensional es uno de los parámetros más utilizados en los diversos campos de la Ingeniería Química en los que se presentan fluidos en movimiento.


Re < 2000
Flujo laminar: El flujo escuasi estático y se comporta como si estuviera formado por láminas delgadas. Cualquier colorante introducido en este flujo se moverá en línea paralela a las paredes del tubo.
Imagen 1

2000 < Re < 4000
Flujo de transición: Cualquier colorante introducido en este flujo perderá estabilidad formando pequeñas ondulaciones
Imagen 2
Re > 4000
Flujo turbulento: El flujo adquiere un comportamientodesordenado, de movimiento impredecible en 3 dimensiones. Cualquier colorante introducido en este flujo tiende a difundirse en todo el fluido.
Imagen 3







METODOLOGÍA

A continuación se describen los pasos que se llevaron a cabo en la realización del prototipo.

Con mucha precaución se le hizo un orificio a la botella de cada lado.
Se construyó el soporte de la botella con...