fluidos

RESUMEN

En este trabajo se plantea demostrar en forma experimental y teórica la relación que existe entre el factor de fricción y el Reynolds en un fluido de la potencia fluidificante en régimen turbulento a diferentes velocidades, utilizando diferentes diámetros de tubería.
En la mayoría de los casos los fluidos alimenticios estudiados tienen un comportamiento no newtoniano y en ocasionesse manejan en régimen turbulento, aunque se sabe que en los datos teóricos encontrados en la bibliografía se obtuvieron manejando este tipo de fluidos en régimen laminar y es esta situación por la cual surge la idea de estudiar el comportamiento de un fluido de la potencia fluidificante en régimen turbulento.
Analizando las ecuaciones se observa que la velocidad se encuentra relacionadadirectamente con el N. de Reynolds. El Factor de fricción a su vez se relaciona inversamente con este; por la razón de que el fluido tiene poco tiempo de contacto con las paredes de la tubería.
Al trabajar con un fluido de la potencia fluidificante en régimen turbulento a diferentes velocidades y en diferentes diámetros, se conocerá que relación hay entre el N. de Reynolds y el Factor de Fricción y secomprobará si es inversamente proporcional y si se ajusta a la ecuación propuesta por Dodge y Metzner en 1959.
1/(√F)=4/n^0.75 log⁡〖(Regen F^((1-n)⁄2) 〗)-0.4/n^1.2








INTRODUCCIÓN

La génesis de la actual mecánica de fluidos se debe al matemático y físico inglés Isaac NEWTON, con la publicación en 1687 de “Philosophie naturalis principia mathematica” se inicia el caráctercientífico de la disciplina, en donde se analiza por primera vez la dinámica de fluidos basándose en leyes de la naturaleza de carácter general. En 1755 el matemático suizo Leonhard EULER, dedujo las ecuaciones básicas para un fluido ideal.
EULER fue el primero en reconocer que las leyes dinámicas para los fluidos sólo se pueden expresar de forma relativamente sencilla si se supone que el fluido esideal, en donde se desprecian los efectos disipativos internos por transporte de cantidad de movimiento entre partículas (el fluido es no viscoso). Sin embargo, como esto no es así en el caso de los fluidos reales en movimiento, los resultados con las ecuaciones de Euler, sólo pueden servir de estimación para flujos en los que los efectos de la viscosidad son pequeños.
La siguiente aportación degran importancia, fue la primera expresión de la ecuación de conservación de energía, dada por Daniel BERNOULLI con la publicación en 1738 de “Hydrodinamica sive de viribus et motibus fluidorum comentarii”; el denominado teorema de Bernoulli, establece que la energía mecánica total de un flujo incompresible y no viscoso es constante a lo largo de una línea de corriente (líneas de flujo que sonparalelas a la dirección del flujo en cada punto, y que en el caso de flujo uniforme coinciden con la trayectoria de las partículas individuales de fluido).
El problema de los efectos viscosos de disipación de energía, se empezó a abordar experimentalmente con flujos a baja velocidad en tuberías, independientemente en 1839 por el médico francés Jean POISEUILLE, que estaba interesado por lascaracterísticas del flujo de la sangre, y en 1840 por el ingeniero alemán Gotthif HAGEN.
El primer intento de incluir los efectos de la viscosidad en las ecuaciones de gobierno de la dinámica de fluidos, se debió al ingeniero francés Claude NAVIER en 1827, e independientemente, al matemático irlandés George STOKES, quien en 1845 perfeccionó las ecuaciones básicas para los fluidos viscososincompresibles.
Actualmente se las conoce como ecuaciones de Navier-Stokes.
En cuanto al problema del flujo en tuberías de un fluido viscoso, parte de la energía mecánica se disipa como consecuencia del rozamiento viscoso, lo que provoca una caída de presión a lo largo de la tubería; las ecuaciones de Navier-Stokes, sugieren que la caída de presión era proporcional a la velocidad media. Los experimentos...