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PRACTICA DE LABORATORIO Nº 01:
CUBA DE REYNOLDS






1. INTRODUCCIÓN
Una de las constantes preocupaciones de los ingenieros es la predicción, conocimiento y manejo del flujo de los fluidos para adecuarlos al tipo de operación requerido. Esto requiere que los patrones de flujo sean estables o inestables en el tiempo, lo que lleva al mismo tiempo a instruir sobre tipos de flujos: “Laminar” o“Turbulento”.
La razón por la cual el flujo puede ser laminar o turbulento tiene que ver lo que sucede ante una alteración pequeña de flujo, esto es una perturbación al vector velocidad, según esto, cuando una perturbación afecta a una partícula, esta tiene dos alternativas: Incrementar solo en el sentido del flujo, en este caso se dice que el patrón de flujo al que pertenece la partícula es laminarpor cuanto no existe componentes en la dirección transversal que haga que las partículas se mezcle con las colindantes; si la perturbación afecta al vector velocidad de modo que tenga un componente normal a la dirección del flujo, la partícula inevitablemente se mezclará con el resto del fluido denominándose entonces a este tipo de flujo “flujo turbulento”
2. OBJETIVOS
El objetivo principal de estaexperiencia es la visualización de flujos en diferentes regímenes de escurrimiento, diferenciando el flujo laminar (flujo ordenado, lento) del flujo turbulento (flujo desordenado, rápido).
N
Demostrar que cualquier flujo necesariamente depende de tres parámetros para definir su correspondiente, estos son: la velocidad, longitud geométrica característica que en el caso de tubería puede ser undiámetro, su viscosidad cinemática que a su vez depende de la temperatura. Una cifra adimensional que reúne estos tres parámetros es el “Nº de Reynolds”.
3. FUNDAMENTO TEORICO
DEFINICIÓN DE FLUIDO
Un fluido es una sustancia que cede inmediatamente a cualquier fuerza tendente a alterar su forma, con lo que fluye y se adapta a la forma del recipiente. Los fluidos pueden ser líquidos o gases. Laspartículas que componen un líquido no están rígidamente adheridas entre sí, pero están más unidas que las de un gas. El volumen de un líquido contenido en un recipiente hermético permanece constante, y el líquido tiene una superficie límite definida. En contraste, un gas no tiene límite natural, y se expande y difunde en el aire disminuyendo su densidad. A veces resulta difícil distinguir entre sólidos yfluidos, porque los sólidos pueden fluir muy lentamente cuando están sometidos a presión, como ocurre por ejemplo en los glaciares.
CAUDAL: Es la cantidad de fluido que pasa en una unidad de tiempo. Normalmente se identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por un área dada en la unidad de tiempo.
VISCOSIDAD
Propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se le aplica unafuerza. Los fluidos de alta viscosidad presentan una cierta resistencia a fluir; los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad. La fuerza con la que una capa de fluido en movimiento arrastra consigo a las capas adyacentes de fluido determina su viscosidad, que se mide con un recipiente (viscosímetro) que tiene un orificio de tamaño conocido en el fondo. La velocidad con la que el fluidosale por el orificio es una medida de su viscosidad.
La viscosidad de un fluido disminuye con la reducción de densidad que tiene lugar al aumentar la temperatura. En un fluido menos denso hay menos moléculas por unidad de volumen que puedan transferir impulso desde la capa en movimiento hasta la capa estacionaria. Esto, a su vez, afecta a la velocidad de las distintas capas. El momento se transfierecon más dificultad entre las capas, y la viscosidad disminuye. En algunos líquidos, el aumento de la velocidad molecular compensa la reducción de la densidad.
FLUJO VISCOSO Y NO VISCOSO
Flujo viscoso: Es aquel en el que los efectos de la viscosidad son tan importantes y no se pueden despreciar.
Flujo no viscoso: es aquel en el que los efectos de la viscosidad no afectan significativamente...