Informe De Laboratorio De Mecánica De Fluidos(Bombas En Serie Y Paralelo, Numero De Reynolds)

OLGER NEIL SEPÚLVEDA SEPÚLVEDA
CÓDIGO 170407
LABORATORIO DE MEDIDA Y OBSERVACIÓN DE NÚMERO DE REYNOLDS
1. INTRODUCCIÓN
En la mecánica de fluidos uno de los temas más importantes para los ingenieros civiles es el uso de sistemas de tuberías, para llevar agua de un lugar a otro. En los diseños de estos sistemas de tuberías se ha de tener en cuenta la pérdida de energía ocasionada por larugosidad del material, la fricción ocasionada por el fluido y la variación de la velocidad debido a una situación de frontera como lo es la tubería estacionaria.
En medio del estudio de la pérdida nos encontramos que ésta depende de un factor de fricción el cual se halla dependiendo si el flujo es turbulento o laminar. De allí la importancia de hallar este número.
En este banco experimentaltambién se puede ver la diferencia del comportamiento de un líquido cuando se encuentra en los estados laminar, transicional y turbulento.
2. OBJETIVOS
3.1. OBJETIVO GENERAL
3.2.1. Observar y determinar mediante el aparato de Reynolds la diferencia entre el flujo laminar y el flujo turbulento.
3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
3.3.2. Conocer cualitativamente la diferenciaentre el flujo laminar y turbulento.
3.3.3. Calcular el parámetro llamado número de Reynolds y entender su uso y utilidad.
3.3.4. Apreciar visualmente la distribución de la velocidad a través del área de flujo.
3. MARCO TEÓRICO
El comportamiento de un fluido, en particular en lo que se refiere a las pérdidas de energía, depende de que el flujo sea laminar o turbulento. Sedemuestra en forma experimental y se verifica de modo analítico, que el carácter del flujo en un tubo redondo depende de cuatro variables: la densidad del fluido ρ, su viscosidad η, el diámetro del tubo D y la velocidad promedio del flujo V. Osborne Reynolds fue el primero en demostrar que es posible pronosticar el flujo laminar o turbulento si se conoce la magnitud de un número adimensional, alque hoy se le denomina número de Reynolds (NR) La ecuación siguiente muestra la definición básica del número de Reynolds:
NR=V×D×ρη ν=ηρ
NR=V×Dν
Debido a que todas las unidades se cancelan NR es adimensional.
El número de Reynolds es uno de varios números adimensionales, útiles en el estudio de la mecánica de fluidos y la transferencia de calor. Puede emplearse el proceso conocido comoanálisis dimensional para determinar números adimensionales.
El número de Reynolds es la relación de la fuerza de inercia sobre un elemento de fluido a la fuerza viscosa. La fuerza de inercia se desarrolla a partir de la segunda ley del movimiento de Newton F=ma. La fuerza viscosa se relaciona con el producto del esfuerzo cortante por el área.
Los flujos tienen números de Reynolds grandes debidoa una velocidad elevada o a una viscosidad baja y tienden a ser turbulentos. Aquellos fluidos con viscosidad alta y/o que se mueven a velocidades bajas, tendrán número de Reynolds bajos tenderán a comportarse en forma laminar.
Para aplicaciones prácticas del flujo en tuberías, encontramos que si el número de Reynolds para el flujo es menor que 2000, éste será laminar. Si el número de Reynoldses mayor que 4000, éste será turbulento. En el rango de números de Reynolds entre 2000 y 4000 es imposible predecir que flujo existe; por tanto, le denominaremos región crítica. Las aplicaciones prácticas involucran flujos que se encuentran bien dentro del rango laminar o del rango turbulento, por lo que la existencia de dicha región de incertidumbre no ocasiona demasiadas dificultades. Si seencuentra que el flujo en un sistema se halla en la región crítica, la práctica usual es cambiar la tasa de flujo o diámetro del tubo para hacer que el flujo sea en definitivo laminar o turbulento. Entonces es posible realizar análisis más precisos.
Con la minimización de las perturbaciones externas es posible mantener el flujo laminar para número de Reynolds tan grandes como 50 000. Sin embargo...