numero de reynolds

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ
FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA




LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS

Práctica N°2
(2014-2)


HORARIO
H608
GRUPO
B
Fecha de la práctica: 10/10/2014
Jefe de práctica: Raúl Jonathan Navarro Chumbe


ALUMNO
Apellidos y Nombres
Código
TOCTO GUERRA, NEWTON
20121944








Experiencia MF-01: NUMERO DE REYNOLD CRÍTICOOBJETIVOS:

El objetivo de esta experiencia es averiguar el carácter de nuestro flujo, en otras palabras si es laminar o turbulento, teniendo en cuenta el número de Reynolds; por otro lado vamos a hallar el número de Reynolds crítico para averiguar cuando nuestro flujo pasa de laminar a turbulento y con ello buscaremos la distribución de velocidades para nuestros experimentos.

MARCO TEORICO:Número de Reynolds
El número de Reynolds es un parámetro adimensional, además relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión, que interviene en numerosos problemas de dinámica de fluidos. Dicho número o combinación adimensional aparece en muchos casos relacionado con el hecho de que el flujo pueda considerarse laminar (número de Reynolds pequeño) o turbulento (número de Reynoldsgrande).


Donde:
ρ = densidad del fluido
v = velocidad media
D = diámetro interno del tubo
μ = viscosidad dinámica del fluido

En el caso de tubos de sección recta no circular, se utiliza como longitud característica el radio hidráulico RH:



Donde:
A = área de la sección
P = perímetro mojado

Tipos de Flujo:

Flujo laminar: Las partículas se mueven según trayectoriasparalelas, formando junto a ellas capas o láminas. De resultados experimentales, se tiene que las corrientes laminares internas resultan ser estables para Re < 2300. Además, el esfuerzo cortante está dado por:



Flujo turbulento: Las partículas de fluido se mueven de forma desordenada en todas las direcciones. Es imposible conocer la trayectoria de una partícula individualmente.


Distribuciónde velocidades en una corriente laminar
Para un conducto circular horizontal, en el que se tiene fluido con flujo laminar, permanente e incompresible, la distribución de velocidades (en función de la distancia radial del centro de la sección transversal al punto estudiado) viene dada por:



Dado que la velocidad media se calcula como:



Podemos expresar la distribución de velocidadesde la siguiente manera:




CALCULOS, TABLAS Y FORMULAS

Formulas:

Número de Reynolds:

O también es equivalente a

Donde:





Caudal



Longitud de estabilización:

a) Flujo laminar:





b) Flujo Turbulento:
40D< l < 50D
Viscosidad cinemática:



Datos:


Temperatura del agua: 20°C

Peso específico del agua a 20°C: 0.997(gr/cm3)Los tiempos medidos para cada experimento.

El volumen 10ml-5ml= 5ml

Diámetro de la tubería =0.02m

TABLA DE RESULTADOS



#Medición
Parámetro del agua
1
2
3
4
5
Temperatura (°C)
20
20
20
20
20
Peso específico (Kg/m3)
997.86
997.86
997.86
997.86
997.86
Viscosidad cinemática (m2/s)
1.003*10-6
1.003*10-6
1.003*10-6
1.003*10-6
1.003*10-6
Volumen (m3)
5*10-45*10-4
5*10-4
5*10-4
5*10-4
Tiempo (s)
11.96
11.57
11.38
11.52
11.46
Caudal “Q” (m3/s)
4.18*10-5
4.32*10-5
4.39*10-5
4.34*10-5
4.36*10-5
Número de Reynolds crítico
2653.113
2741.972
2786.402
2754.667
2767.361
Número de Reynolds crítico promedio = 2704.703
Desviación Estándar = 51.642

Los resultados se obtuvieron usando la formula, reemplazando los valores para cadaexperimento

Cálculos:

Nuestro número de Reynolds nos sale 2704.703 con ello hallamos:

Longitud de estabilización

L = 0.03*D*Re = 3.29 m.


Distribución de velocidades

Tenemos de donde obtenemos:


Por lo tanto, la distribución de velocidades será:
)


La grafica seria:


.



Discusión de Resultados

En el experimento de número de Reynolds, obtuvimos un valor promedio...