fluidos

UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ
ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA MECÁNICA, ARICA.

INFORME DE LABORATORIO
“Flujo Laminar y Turbulento”

Asignatura

: Mecánica de Fluidos.

Experiencia

: Flujo Laminar y Turbulento.

Fecha de impresión

: 02 de Agosto de 2013.

Alumnos

: Iván Fernández, Yeruby Garnica, Francisca Jirón, Kristopher Poblete.

Carrera

: Ingeniería CivilIndustrial.

Profesor

: Diego Benavidez.

Índice

Pág.
1.- Introducción

1

2.- Objetivos

1

3.- Marco teórico

2

4.- Procedimientos de la experiencia

6

5.- Análisis de resultado

11

6.-Conclusión

12

Introducción
El flujo es un fluido real mucho más complejo que un fluido ideal. Debido a la viscosidad de los
fluidos reales, en su movimiento aparecen fuerzascortantes entre las partículas fluidas y las
paredes del contorno y entre las diferentes capas de fluido. Como consecuencia, los problemas de
flujos reales se resuelven aprovechando datos experimentales y utilizando métodos empíricos.
Para poder comprender por completo el comportamiento de un fluido, se necesitan determinar un
gran número de características o parámetros que, juntos y/oindividualmente, proporcionan datos
muy importantes obtenidos a partir de consideraciones por demás significativas. Dentro de todos
aquellos parámetros probablemente uno de los más sencillos de calcular y, por consiguiente, que
puede proporcionar información rápida del tipo de flujo que se desarrolla, es el número de
Reynolds. Este último es fundamental para comprender las características del flujo, yasea laminar
o turbulento, y siendo ambos flujos el centro de las experimentaciones del presente laboratorio,
que pretende modelar el comportamiento de los flujos al interior de tuberías.

2.- Objetivos
2.1 Estudiar las pérdidas de carga en tuberías, para régimen laminar y régimen turbulento.
2.2 Estudiar la distribución de las velocidades en las tuberías para ambos regímenes.

3.- MarcoTeórico
3.1) Flujo Laminar y Flujo Turbulento:
El esfuerzo cortante tiene una dependencia fundamental del tipo de flujo: laminar o turbulento.
En el caso del flujo laminar, el factor dominante es la viscosidad. Las diferentes capas del fluido
discurren sin mezclarse, ordenadamente. En el flujo turbulento, la fluctuación tridimensional de la
velocidad de las partículas, es decir, la turbulencia,origina un fuerte intercambio de masa,
cantidad de movimiento y energía en el fluido, lo que da unas características especiales a este tipo
de flujo.
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. La
fuerza viscosa se relaciona con el productodel esfuerzo cortante por el área.
Los flujos tienen números de Reynolds grandes debido a una velocidad elevada y/o una viscosidad
baja, y tienden a ser turbulentos. Aquellos fluidos con viscosidad alta y/o que se mueven a
velocidades bajas, tienen números de Reynolds bajos y tenderán a comportarse en forma laminar.

donde:
V Velocidad promedio del flujo.
μ Viscosidad Absoluta o Dinámica.
ρDensidad del flujo.
v

Viscosidad Cinemática.

D

Diámetro del tubo.

Luego, si dos flujos tienen el mismo número de Reynolds, significa que su comportamiento será
dinámicamente semejante.
Mediante experimentación se determinó que los flujos con:
Re



2000

 Régimen Laminar.

Re

=

2000

 Régimen Crítico.

2000  Re  4000  Régimen de Transición.
Re  4000

Régimen Turbulento.

Figura 1. Flujo Turbulento y Flujo Laminar.
3.2) Ecuación de Darcy para calcular la pérdida de energía:
En la ecuación general de la energía:

al término hL se le define como la pérdida de energía en el sistema. Una componente de la pérdida
de energía es la fricción en el fluido que circula. Para el caso del fluido en tuberías y tubos, la
fricción es proporcional a...