Ingeniería Civil

LABORATORIO DE HIDRÁULICA
(Experimento de Reynolds)

2) ÍNDICE PAG

3. BIBLIOGRAFIA 3
4. ESQUEMA DE INSTALACIÓN 4
5. INSTRUMENTOS 5
6. OBJETIVOS 6
7. MARCO TEORICO 6
8. PROCEDIMIENTO 7
9. TABLAS DE DATOS 8
10. CÁLCULOS Y RESULTADOS 10
11. PREGUNTAS 17
12. CONCLUSIONES18

3) BIBLIOGRAFÍA

• HIDRÁULICA EXPERIMENTAL, HECTOR ALFONSO RODRÍGUEZ DÍAZ, 2000, SEGUNDA REIMPRESIÓN

4) ESQUEMA DE INSTALACIÓN


5) INSTRUMENTOS

• Piezómetros Precisión: ± 1mm

• Probeta Precisión: ± 10 ml

• Cronómetro Precisión: ± 0.01 s

• Metro Precisión: ± 1mm

• Termómetro Precisión ± 1 º C

• Tanque de inyección detinta.

• Tanque que garantiza cabeza constante.

• Tubo de vidrio.

• Válvula de tornillo.

• Tinta.




6) OBJETIVOS

• Percibir experimental las clases de flujo que se pueden presentar en una tubería.
• Apreciar las características y comportamientos principales que diferencian los tipos de flujo como lo son: turbulento, laminar y de transición.
•Observar como los parámetros tales como: densidad, viscosidad absoluta, velocidad y diámetro influyen en la clasificación de un fluido según su numero de Reynolds pera esta vez de manera experimental.
• Comparar las formulas analíticas de Hazen-Poiseuille, Darcy-Weissbach y Colebrook-White con los datos obtenidos experimental con el fin de calificar su veracidad.

7) MARCO TEÓRICO

Laviscosidad de un fluido definida como una medida de la resistencia al fluir es la responsable de esfuerzos cortantes y de las perdidas de energía.

La viscosidad influye en la clasificación de un flujo razón por la cual si no se contemplara no habría diferencia entre un flujo laminar y uno turbulento es mas, no existirían.

La categorización de los fluidos esta dada por su número de Reynolds descritode la siguiente manera:

Re = [pic]
Donde V representa la velocidad del fluido, L una longitud característica que en le caso de una tubería es el diámetro, ρ la densidad del fluido y μ la viscosidad absoluta del fluido, remplazando L por D y el cociente entre la viscosidad absoluta y la densidad por la viscosidad cinemática podemos reducir la expresión a la siguiente forma:

Re = [pic]Entre los flujos según su número de Reynolds encontramos:

• Flujo Laminar: Es aquel en el que el fluido se desplaza en láminas o capas que se deslizan suavemente unas entre otras adyacentes con intercambio solo de cantidad de movimiento en la dirección del flujo (Re < 2300).
• Flujo Turbulento: Se caracteriza porque las partículas se mueven de forma errática y existe un gran intercambio decantidad de movimiento transverso al sentido del flujo (Re > 4000).
• Flujo de Transición: Como su nombre lo dice es un flujo intermedio entre el paso de laminar a turbulento o viceversa (2300 < Re < 4000).

Las perdidas de energía en el caso de un flujo laminar se ha encontrado que guardan una relación proporcional a la velocidad mientras que en el caso de un flujo turbulento se haencontrado que guarda una relación con vn donde este n por lo general esta entre 1.7 y 2 (1.7 para tubería lisa y 2 para tubería rugosa)

Para flujo laminar se ha desarrollado la siguiente formula por Hazen-Poiseuille para determinar las pérdidas por fricción:

hf = f* L/D * V2 /2g (Donde f = coeficiente de fricción = [pic], L longitud de la tubería, D diámetro de la misma y v velocidad delfluido que circula por ella, g la aclaración de la gravedad)

Para flujo turbulento se desarrollo la siguiente formula

hf = f* L/D * V2 /2g donde [pic], donde e = Rugosidad absoluta de la tubería, y los demás parámetros son los mismos que en la formula anterior.

8) PROCEDIMIENTO

1) Con el tanque lleno y una cabeza constante se procedió de la siguiente manera: partiendo de la válvula...