Fluidos

MARCO TEÓRICO

Numero de Reynolds:

Según Palma, de la Cruz, Barragán y Torres (2010) es un número adimensional utilizado en mecánica de fluidos, diseño de reactores y fenómenos de transporte para caracterizar el movimiento de un fluido. Este número recibe su nombre en honor de Osborne Reynolds (1842-1912), quien lo describió en 1883. El número de Reynolds relaciona la densidad, viscosidad,velocidad y dimensión típica de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en numerosos problemas de dinámica de fluidos. Dicha combinación adimensional aparece relacionado con la clasificación del flujo, considerándose laminar (número de Reynolds menor a 2000) o turbulento (número de Reynolds mayor a 4000). Este se define por medio de la siguiente fórmula:

Viscosidad:
Dávila yPajón (2009) definen la viscosidad como la facilidad que tiene un fluido para fluir cuando se le aplica una fuerza externa.

Viscosidad absoluta o dinámica. (µ).
Los mismos autores la puntualizan como una medida de su resistencia al deslizamiento o a sufrir deformaciones internas. Se expresa en la ley de Newton de la viscosidad, como la constante de proporcionalidad entre el esfuerzo cortante(tangencial entre dos capas de fluido), y el gradiente de velocidad (cambio de velocidad dividido entre la distancia en que ocurre dicho cambio).

Flujo Laminar:
Palma, de la Cruz, Barragán y Torres (2010) lo señalan como uno de los dos tipos principales de flujo. Tipo de movimiento de un fluido cuando éste es perfectamente ordenado, estratificado, suave, de manera que el fluido se mueve en láminasparalelas sin entremezclarse. Se dice que este flujo es aerodinámico. En el flujo aerodinámico, cada partícula de fluido sigue una trayectoria suave, llamada línea de corriente. La pérdida de energía es proporcional a la velocidad media. El perfil de velocidades tiene forma de una parábola, donde la velocidad máxima se encuentra en el eje del tubo y la velocidad es igual a cero en la pared deltubo. Se da en fluidos con velocidades bajas o viscosidades altas, cuando se cumple que el número de Reynolds es inferior a 2300. Más allá de este número, será un flujo turbulento. La ley de Newton de la viscosidad es la que rige el flujo laminar: 

Gasto o Caudal:
Los autores mencionados anteriormente denominan caudal (q), a través de una superficie (S), a la cantidad de fluido que atraviesadicha superficie en un tiempo (t).

Entre dos secciones se cumple que; q1 = q2, por lo tanto se llega a la conclusión que:

Ecuación de continuidad.
FÓRMULA DE DARCY. Ecuación General del Flujo de Fluidos.
El flujo de fluidos en tuberías está siempre acompañado de rozamiento de las partículas de fluido entre sí y, consecuentemente, por la pérdida de energía disponible.
La ecuación general dela pérdida de presión, conocida como la  fórmula de Darcy es:

Ecuación de Hagen-Poiseuille.

Ponce (2006) explica que al tener un flujo laminar, el fluido parece desplazarse en forma de varias capas, una sobre la otra. Debido a la viscosidad del fluido, se crea una tensión de corte entre las capas del fluido. La energía del fluido se pierde mediante la acción de vencer a las fuerzas defricción producidas por la tensión de corte. Puesto que el flujo laminar es tan regular y ordenado, se puede derivar una relación entre la pérdida de energía y los parámetros movibles del sistema de flujo. Esta relación se conoce como ecuación de Hagen-Poiseuille:

MEDICIONES Y CALCULOS
Tabla N° 1: Características del fluido a trabajar.
Características del aceite: SAE 10W |
Temperatura (°C) | 40|
Viscosidad Cinemática (m²/s) | 7x10⁻⁵ |
Viscosidad Dinámica (Kgf s/m²) |  4,449×10-3 |
Peso especifico (Kgf /m³) | 623,45 |
Densidad Especifica (adimensional) | 0,623 |

Tabla N° 2: Características de la tubería y el tanque.
Características de la tubería y del tanque volumétrico |
Diámetro de la tubería (m) | 0,02 |
Área de la tubería (m²) | 0,000314 |
Distancia aproximada...