Estudiante

QUINTO LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS: VISUALIZACIÓN DE FLUJOS Y NÚMERO DE REYNOLDS

Pulido, Ana Carolina, Ingeniería de Procesos, apulido@eafit.edu.co;
Correa Botero, Sebastián, Ingeniería de Procesos, scorre16@eafit.edu.co;
Valencia Londoño, Andrés Felipe, Ingeniería de Procesos, avalenc4@eafit.edu.co

RESUMEN
En el laboratorio realizado se observaron los tipos de flujos y el númerode Reynolds, con el cual determinas si el flujo que observábamos era de régimen laminar o de régimen turbulento, para esto usamos el montaje que uso Osborne Reynolds, medimos el caudal del agua a la salida del tubo, el diámetro del mismo para encontrar su área, la temperatura del agua para encontrar su densidad y su viscosidad por medio de tablas y ya con esos datos reemplazamos en la formula ynos dábamos cuenta si se cumplía la teoría.

PALABRAS CLAVES
Flujo laminar, Flujo turbulento, Número de Reynolds

INTRODUCCIÓN

En este laboratorio se pretende familiarizar al estudiante con los conceptos flujo laminar y flujo turbulento, tanto su forma visual como la forma de calcular si realmente coincide lo que observamos con la realidad planteada por Osborne Reynolds con su famoso“Número de Reynolds”, en el cual relaciona variables acordes a la condición del fluido, como lo son la viscosidad y su densidad al igual que su velocidad de salida y el diámetro de la tubería de salida, con el fin de verificar dicho comportamiento.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Comparar si la forma de salida observada en el fluido coincide con la que determina el número de Reynolds

OBJETIVOSESPECÍFICOS

* Observar cuando un flujo de un fluido se comporta como régimen laminar y como turbulento.
* Cuantificar el Número de Reynolds

METODOLOGÍA

MATERIALES Y EQUIPOS

* Equipo Osborne Reynolds
* Cronómetro
* Probeta
* Balanza
* Pie de Rey

PROTOCOLO


1. Abra las válvulas reguladoras, estabilicela velocidad nivel H (altura) del escurrimiento el cual deberá ser constante


2. Calcule la velocidad del fluido de agua mediante el método volumétrico (Procedimiento para 3 velocidades, aumentando el caudal de la tinta y abriendo la válvula reguladora de caudal)

*
CÁLCULOS Y RESULTADOS

TABLAS

En las siguientes tablas,se encontrarán los diferentes datos tomados durante la práctica, los cuales nos servirán posteriormente para calcular la velocidad del fluido, los números de Reynolds, las rugosidades relativas de las tuberías y el factor de fricción para cada flujo, los detalles de dichos resultados se encuentran en la sección 4.2 ECUACIONES.
Tabla 1. Datos importantes de cada medición
Medida | Volumen [mL] |Tiempo [s] | Caudal [m3/s] | Velocidad [m/s] | # Reynolds | Factor Fricción |
1 | 26 | 10.08 | 2,58x10-6 | 0,031 | 351,90 | 0.182 |
2 | 76 | 10.51 | 7,23x10-6 | 0,086 | 986,53 | 0.065 |
3 | 218 | 10.40 | 2,10x10-5 | 0,249 | 2859,72 | 0.022 - 0.045 |

Tabla 2. Datos sobre el estado del montaje en las mediciones
Área [m2] | H [cm] | Temperatura [°C] | Diámetro [mm] | Material Tubería |Densidad [Kg/m3] | µ [N.s/m2] |
8,41x10-5 | 49.5 | 25.2 | 10.35 | Vidrio | 996,9 | 0,90x10-3 |

ECUACIONES

* De una explicación de las observaciones físicas en el experimento en cuanto al tipo de flujo en cada medición y relacione la observación física con la cuantificación del número de Reynolds para cada medición.
R/ Para la primera medición, se observó que teníamos un flujo laminar,esto quiere decir que la tinta no se mezcló con el agua y que se desplazó en forma recta hasta terminar el recorrido en la tubería, además, se puede deducir con respecto al número de Reynolds que se encuentra en la región de un valor menor a 2000. El comportamiento observado se puede apreciar en la siguiente imagen:

Imagen 1. Observación del desplazamiento de tinta en un flujo laminar

En...