Flujo Laminar Y Turbulento
Páginas: 6 (1338 palabras)
Publicado: 3 de marzo de 2013
Indice
Introducción 1
Objetivos 2
Marco teórico 2
Metodologia 3
Cálculos y presentación de resultados 4
Análisis de los resultados 4
Ejercicio de diseño 5
Conclusiones 6
Bibliografía 7
Introducción
En esta primera practica de laboratorio vamos a realizar varios ensayos para determinar el régimen de un flujo. Este puede ser laminar, turbulento o de transición. Pararealizar este ensayo, vamos a reproducir en el laboratorio el experimento realizado por el ingeniero Osborne Reynolds.
El ing. Osborne Reynolds realizo un experimento en el cual el demostró que era posible calcular un numero adimensional el cual representaría el régimen de flujo en el que se encuentra un fluido.
Objetivos
* Reproducir el experimento clásico realizado por el Ing.Osborne-Reynolds respecto a las condiciones de flujo de los fluidos.
* Observar la diferencia entre el flujo laminar, turbulento, transición y los diferentes perfiles de velocidad.
* Calcular el numero de Reynolds.
Marco teórico
Numero de Reynolds
La distinción entre flujo laminar y turbulento se demostró por primera vez en la clásica experiencia de Osborne Reynolds en 1883. Este señor hizocircular agua por un tubo de vidrio, introducido en una cubeta para que la temperatura permaneciera constante, e inyectó una solución coloreada sobre la corriente principal de agua con el fin de comprobar el tipo de flujo. Reynolds observó que para bajas velocidades de flujo, el chorro de agua coloreada circulaba intacto a lo largo de la corriente principal, sin que se produjese mezclatransversal: Flujo laminar.
Pero al aumentar la velocidad de flujo se alcanza un cierto valor, a partir del cual, desaparece la vena coloreada y el color se difunde uniformemente a través de toda la sección transversal de la corriente. Este hecho indica que el agua ya no se mueve en flujo laminar, sino que existen corrientes transversales y torbellinos que originan la mezcla. Este tipo de movimiento sedenomina Flujo turbulento.
La razon por la cual un flujo puede ser laminar o turbulento tiene que ver con lo que sucede a una pequena perturbacion del flujo, una perturbacion de las components de velocidad. Una perturbacion del flujo puede incrementar o disminuir su tamaño. Si una perturbarcion del flujo en un flujo laminra se incrementa, el flujo puede llegar a ser turbulento y viceversa. (Potter,2002)
El número de Reynolds (Nr) es un número adimensional que da una medida de la relación de fuerzas de inercia a fuerzas viscosas y, por consiguiente cuantifica la importancia relativa de estos dos tipos de fuerzas para condiciones de flujo.
Osborne Reynolds fue el primero en demostrar que es posible pronosticar el flujo laminar o turbulento si se conoce la magnitud de un numeroadimensional al que hoy se le conoce como numero de Reynolds (Nr). (Mott, 2006)
La ecuación siguiente muestra la definición básica del numero:
Nr= VsDv
donde:
Vs: velocidad critica
D: diámetro de la tubería
v: viscosidad cinemática
Los flujos que tienen un número de Reynolds grande, típicamente debido a una alta velocidad o a una baja viscosidad. O a ambas, tienden a ser turbulentos.Aquellos fluidos que poseen una alta viscosidad y/o que se mueven a bajas velocidades tendran un número de Reynolds pequeño y tenderán a ser laminares. (Mott, 2006)
Metodologia
En la realización de esta practica, se utilizo una metodología experimental siguiendo una serie de pasos. Primero se lleno el deposito con aproximadamente 100ml de agua y 1ml de azul de metileno . El azul de metileno seutiliza para observar el tipo de flujo que se obtiene.
Luego se abrió la llave de paso del banco y del deposito para que circule el agua y el azul de metileno. Luego se observo en el flujo que se estaba formando una línea azul que era muy fácilmente identificada.
Como se observo que se formo una línea azul esto nos dice que las capas del fluido no se mezclan o cruzan entre si y podemos ver...
Introducción 1
Objetivos 2
Marco teórico 2
Metodologia 3
Cálculos y presentación de resultados 4
Análisis de los resultados 4
Ejercicio de diseño 5
Conclusiones 6
Bibliografía 7
Introducción
En esta primera practica de laboratorio vamos a realizar varios ensayos para determinar el régimen de un flujo. Este puede ser laminar, turbulento o de transición. Pararealizar este ensayo, vamos a reproducir en el laboratorio el experimento realizado por el ingeniero Osborne Reynolds.
El ing. Osborne Reynolds realizo un experimento en el cual el demostró que era posible calcular un numero adimensional el cual representaría el régimen de flujo en el que se encuentra un fluido.
Objetivos
* Reproducir el experimento clásico realizado por el Ing.Osborne-Reynolds respecto a las condiciones de flujo de los fluidos.
* Observar la diferencia entre el flujo laminar, turbulento, transición y los diferentes perfiles de velocidad.
* Calcular el numero de Reynolds.
Marco teórico
Numero de Reynolds
La distinción entre flujo laminar y turbulento se demostró por primera vez en la clásica experiencia de Osborne Reynolds en 1883. Este señor hizocircular agua por un tubo de vidrio, introducido en una cubeta para que la temperatura permaneciera constante, e inyectó una solución coloreada sobre la corriente principal de agua con el fin de comprobar el tipo de flujo. Reynolds observó que para bajas velocidades de flujo, el chorro de agua coloreada circulaba intacto a lo largo de la corriente principal, sin que se produjese mezclatransversal: Flujo laminar.
Pero al aumentar la velocidad de flujo se alcanza un cierto valor, a partir del cual, desaparece la vena coloreada y el color se difunde uniformemente a través de toda la sección transversal de la corriente. Este hecho indica que el agua ya no se mueve en flujo laminar, sino que existen corrientes transversales y torbellinos que originan la mezcla. Este tipo de movimiento sedenomina Flujo turbulento.
La razon por la cual un flujo puede ser laminar o turbulento tiene que ver con lo que sucede a una pequena perturbacion del flujo, una perturbacion de las components de velocidad. Una perturbacion del flujo puede incrementar o disminuir su tamaño. Si una perturbarcion del flujo en un flujo laminra se incrementa, el flujo puede llegar a ser turbulento y viceversa. (Potter,2002)
El número de Reynolds (Nr) es un número adimensional que da una medida de la relación de fuerzas de inercia a fuerzas viscosas y, por consiguiente cuantifica la importancia relativa de estos dos tipos de fuerzas para condiciones de flujo.
Osborne Reynolds fue el primero en demostrar que es posible pronosticar el flujo laminar o turbulento si se conoce la magnitud de un numeroadimensional al que hoy se le conoce como numero de Reynolds (Nr). (Mott, 2006)
La ecuación siguiente muestra la definición básica del numero:
Nr= VsDv
donde:
Vs: velocidad critica
D: diámetro de la tubería
v: viscosidad cinemática
Los flujos que tienen un número de Reynolds grande, típicamente debido a una alta velocidad o a una baja viscosidad. O a ambas, tienden a ser turbulentos.Aquellos fluidos que poseen una alta viscosidad y/o que se mueven a bajas velocidades tendran un número de Reynolds pequeño y tenderán a ser laminares. (Mott, 2006)
Metodologia
En la realización de esta practica, se utilizo una metodología experimental siguiendo una serie de pasos. Primero se lleno el deposito con aproximadamente 100ml de agua y 1ml de azul de metileno . El azul de metileno seutiliza para observar el tipo de flujo que se obtiene.
Luego se abrió la llave de paso del banco y del deposito para que circule el agua y el azul de metileno. Luego se observo en el flujo que se estaba formando una línea azul que era muy fácilmente identificada.
Como se observo que se formo una línea azul esto nos dice que las capas del fluido no se mezclan o cruzan entre si y podemos ver...
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