Regimen Turbulento
Páginas: 23 (5591 palabras)
Publicado: 30 de abril de 2012
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=4n0.75log(Regen F1-n2)-0.4n1.2
INTRODUCCIÓN
El presente trabajo fue realizado en el Laboratorio Experimental Multidisciplinario 3 con el objeto de conocer un poco mas acerca de la mecánica de fluidos, en el cual se llevaron actividades como: caracterizaciones reológicas,determinación de propiedades físicas como la densidad y la viscosidad de fluidos diferentes a los newtonianos, estas pruebas fueron evaluadas a nivel laboratorio y posteriormente estos datos se utilizaron en una red de flujo.
Para desarrollar este trabajo fue necesario tener conocimientos teóricos y prácticos de la mecánica de fluidos, como lo es la física, transferencia de movimiento, reología,etc.
Para poder llevarlo a cabo se planteó el estudio del flujo turbulento y su relación con el Factor de Fricción experimental y compararlo con una ecuación teórica como la propuesta por Dodge y Metzner, esta ecuación se emplea para fluídos de la potencia tipo fluidificante
Uno de los métodos más empleados para la evaluar el factor de fricción para un modelo que describe un comportamientonewtoniano hace uso del diagrama de Moddy. El diagrama muestra el factor de fricción contra el número de Reynolds, con una serie de curvas paramétricas relacionadas con la rugosidad relativa. Estas fueron generadas a partir de datos experimentales por Moddy usando la ecuación de Factor de fricción de Fanning.
∆Pρ=4fLV22D=ff=∆PD2ρV2L
(ec. Factor de fricción de Fanning)
De tal modo el objetivo deltrabajo, es encontrar la relación que existe entre el Factor de fricción de Dodge y Metzner y el número de Reynolds.
1F =4n0.75log(Regen f1-n2-0.4n1.2
ANTECEDENTES
En 1678 Robert Hooke fue el primero que habló de la reología en su libro “Verdadera teoría de la Elasticidad”. Dicha teoría se resumía en lo siguiente: “Si se duplica la tensión, se duplica la deformación para materiales en estadosólido”. Nueve años después, Isaac Newton publicó en “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica” una hipótesis asociada al estado simple de cizalladura (o corte): “La resistencia derivada de la falta de deslizamiento de las partes de un líquido es proporcional a la velocidad con que se separan unas de otras dentro de él”. Este deslizamiento es lo que ahora se denomina “Viscosidad dinámica omolecular”, sinónimo de fricción interna. Dicha viscosidad es una medida de la resistencia a fluir.(Muller, 1983)
Hace 300 años los estudios relacionados con la Reología se reducían a aplicar la Ley de Newton para líquidos y la Ley de Hooke para sólidos. Fue a partir del siglo XIX cuando los científicos comenzaron a tener dudas acerca de la validez universal de estas leyes lineales. (Lapasin y...
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=4n0.75log(Regen F1-n2)-0.4n1.2
INTRODUCCIÓN
El presente trabajo fue realizado en el Laboratorio Experimental Multidisciplinario 3 con el objeto de conocer un poco mas acerca de la mecánica de fluidos, en el cual se llevaron actividades como: caracterizaciones reológicas,determinación de propiedades físicas como la densidad y la viscosidad de fluidos diferentes a los newtonianos, estas pruebas fueron evaluadas a nivel laboratorio y posteriormente estos datos se utilizaron en una red de flujo.
Para desarrollar este trabajo fue necesario tener conocimientos teóricos y prácticos de la mecánica de fluidos, como lo es la física, transferencia de movimiento, reología,etc.
Para poder llevarlo a cabo se planteó el estudio del flujo turbulento y su relación con el Factor de Fricción experimental y compararlo con una ecuación teórica como la propuesta por Dodge y Metzner, esta ecuación se emplea para fluídos de la potencia tipo fluidificante
Uno de los métodos más empleados para la evaluar el factor de fricción para un modelo que describe un comportamientonewtoniano hace uso del diagrama de Moddy. El diagrama muestra el factor de fricción contra el número de Reynolds, con una serie de curvas paramétricas relacionadas con la rugosidad relativa. Estas fueron generadas a partir de datos experimentales por Moddy usando la ecuación de Factor de fricción de Fanning.
∆Pρ=4fLV22D=ff=∆PD2ρV2L
(ec. Factor de fricción de Fanning)
De tal modo el objetivo deltrabajo, es encontrar la relación que existe entre el Factor de fricción de Dodge y Metzner y el número de Reynolds.
1F =4n0.75log(Regen f1-n2-0.4n1.2
ANTECEDENTES
En 1678 Robert Hooke fue el primero que habló de la reología en su libro “Verdadera teoría de la Elasticidad”. Dicha teoría se resumía en lo siguiente: “Si se duplica la tensión, se duplica la deformación para materiales en estadosólido”. Nueve años después, Isaac Newton publicó en “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica” una hipótesis asociada al estado simple de cizalladura (o corte): “La resistencia derivada de la falta de deslizamiento de las partes de un líquido es proporcional a la velocidad con que se separan unas de otras dentro de él”. Este deslizamiento es lo que ahora se denomina “Viscosidad dinámica omolecular”, sinónimo de fricción interna. Dicha viscosidad es una medida de la resistencia a fluir.(Muller, 1983)
Hace 300 años los estudios relacionados con la Reología se reducían a aplicar la Ley de Newton para líquidos y la Ley de Hooke para sólidos. Fue a partir del siglo XIX cuando los científicos comenzaron a tener dudas acerca de la validez universal de estas leyes lineales. (Lapasin y...
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