Flujo Laminar y Turbulento
Flujo Laminar y Turbulento
Hernández, Juan; Mideros, Mark
u1102078@unimilitar.edu.co;u1102146@unimilitar.edu.co
Resumen
En este artículo se analiza los diferentes tipos de flujo, laminar, turbulento, y la variación entre estos. Para ello se
emplea un montaje en el cual fluye aceite a diferentes caudales sobre unatubería de cobre valiéndose de una serie de
piezómetros y manómetros para realizar una medida de altura, junto con el peso del caudal, la temperatura en el montaje
y el tiempo con la finalidad de calcular las pérdidas de energía a lo largo de la tubería demostrando que en un flujo
turbulento la perdida va a ser mayor debido a la irregularidad en el movimiento del fluido junto con la fricciónejercida
por el mismo y por las paredes de la tubería.
Palabras Clave
Tipo de flujo, numero de Reynolds, perdidas de energía, Diagrama de Moody
Introducción
El movimiento de los fluidos puede clasificarse de
muchas maneras, según diferentes criterios como el
tiempo el cual establece si el flujo es permanente o no
y según diferentes características.
Principalmente en ingeniería se habla de dos tiposde
flujo laminar y turbulento, el primero se caracteriza
porque el movimiento de las partículas del fluido se
produce siguiendo trayectorias regulares, separadas y
perfectamente definidas, de manera tal que parece
que se moviera en forma de capas o laminas, el
segundo tipo de flujo mencionado es el que más se
presenta en la vida cotidiana, en este flujo se mueve
en trayectorias muy irregulares sinseguir un orden
establecido.
Para establecer si el tipo de flujo es laminar o
turbulento se aplica la fórmula de numero de Reynolds
la cual se encuentra en función de la velocidad media
el diámetro de la tubería que transporta el fluido y la
viscosidad cinemática, aunque esta puede ser
remplazada por la viscosidad dinámica y la densidad
de la sustancia, la formula mencionada es la siguiente:
Endonde:
Vs es la velocidad media
D es el diámetro de la tubería
V es la viscosidad cinemática
Reynolds estable una serie de relaciones con el
resultado obtenido mediante el uso de esta fórmula, la
cual consiste en que si el Re es menor o igual a 2300
Universidad Militar Nueva Granada
el flujo se considera como laminar, si el flujo se
encuentra entre 2300 y menor que 4000 el flujo seconsidera en transición y si el Re es mayor que 4000
el flujo se considera como turbulento.
Reynolds definió estos valores mediante su
experimento en el cual vario el diámetro de la tubería
como el líquido que fluía por la misma. A lo largo de
una tubería existe una serie de pérdidas de energía la
cual es la perdida de presión que se produce debido a
la fricción de las partículas del fluido entre si ycontra
las paredes de la tubería que las conduce por lo que
este laboratorio no solo consiste en determinar el
caudal sino que también comparar donde la perdida de
energía es mayor, esta pérdida puede ser calculada de
manera sencilla en flujos laminares.
Para calcular las pérdidas de energía es necesario o
conveniente emplear la ecuación de Darcy- Weisbach:
En donde:
f es el factor de fricción
Llongitud de la tubería
D diámetro
V velocidad del fluido
g aceleración de la gravedad
Este factor de fricción mencionado es un parámetro
adimensional el cual depende del número de Reynolds
en función de la rugosidad relativa del material de la
tubería, esto se observa en el diagrama de Moody el
Hernández Sánchez, J. J., & Mideros Herrera, M. (2016). FLUJO LAMINAR Y TURBULENTO.
cualsimplifica el cálculo de una manera práctica, cabe
resaltar que este depende del régimen de flujo.
Elementos del Trabajo y metodología
La práctica se ejecutó el día 5 de febrero de 2016 en
el laboratorio de hidráulica ubicado en las instalaciones
de la universidad militar nueva granada. Se emplearon
los siguientes equipos suministrados por la
universidad: un depósito de aceite de referencia
univolt60...
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