Lab fluidos

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
LABORATORIO #8 MECÁNICA DE FLUIDOS
OBSERVACIÓN DEL RÉGIMEN LAMINAR, DE TRANSICIÓN Y TURBULENTO
OBJETIVOS GENERALES
* Determinar las condiciones que diferencian el régimen laminar del régimen turbulento, así como el régimen de transición de ambos.
* Estudiar el perfil de la distribución de velocidades.
* Calcular elnúmero de Reynolds.
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INTRODUCCIÓN
Cuando un liquido fluye en un tubo y su velocidad es baja, fluye en líneas paralelas a lo largo del eje del tubo, a este régimen se le conoce como “flujo laminar”. Conforme aumenta la velocidad alcanza la llamada “velocidad critica”, el flujo se dispersa hasta que adquiere un movimiento de torbellino en el que se forman corrientes cruzadas y remolinos; aeste régimen se le conoce como “flujo turbulento”. El paso de régimen laminar a turbulento no es inmediato, sino que existe un comportamiento indefinido que se conoce como “régimen de transición”. Por ende, el número de Reynolds, es importante, ya que en los casos donde el fluido debe ser transportado de un lugar a otro, deben calcularse las caídas de presión ocasionadas por el rozamiento en lastuberías, para determinar el flujo de salida de un recipiente por un tubo o red de tuberías.

MATERIALES
* Equipo FME 06 (Demostración de Osborne Reynolds)
* Equipo FME 00 (Banco Hidráulico)
* Cronómetro.
* Termómetro.
* Colorante

DESCRIPCION DEL EQUIPO

El equipo FME-06 (Demostración de Osborne –Reynolds) consiste en undeposito cilíndrico dotado de una tobera acoplada a un tubo de cristal o de metacrilato que permite la visualización del fluido, un rebosadero que garantiza la homogeneidad del caudal y una aguja acoplada a un deposito desde le que se suministra el colorante. El agua se alimenta por la base del depósito desde el Banco Hidráulico. La visualización del régimen laminar o turbulento se puede realizaractuando sobre la válvula de control de flujo.

MARCO TEORICO
Los diferentes regímenes de flujo y la asignación de valores numéricos de cada uno fueron reportados por primera vez por Osborne Reynolds en 1883. Reynolds observó que el tipo de flujo adquirido por un líquido que fluye dentro de una tubería depende de la velocidad del líquido, el diámetro de la tubería y de algunas propiedadesfísicas del fluido.
Así el número de Reynolds es un número adimensional que relaciona las propiedades físicas del fluido, su velocidad y la geometría del ducto por el que fluye y esta dado por:
Re = D*V*ρµ
Generalmente cuando el número de Reynolds se encuentra por debajo de 2100 se sabe que el flujo es laminar, el intervalo entre 2100 a 4000 como flujo turbulento. Este grupo adimensional es uno delos parámetros mas utilizados en diversos campos de la ingeniería en los que se presentan fluidos en movimiento.
Flujo laminar: es el tipo de flujo en el que el movimiento de un fluido esta perfectamente ordenado, suave, de manera que el fluido se mueve en laminas paralelas sin entremezclarse si la corriente tiene lugar entre dos planos paralelos.
Flujo turbulento: es el flujo con movimiento quese da en forma caótica, en que las partículas se mueven desordenadamente y las trayectorias de las partículas se encuentran formando pequeños remolinos.
Régimen de transición: para valores de 2000<Re> 4000 la línea del colorante pierde estabilidad formando pequeñas ondulaciones variables en el tiempo, manteniéndose sin embargo delgada.

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PROCEDIMIENTO
* Se llena eldeposito con aproximadamente 100 ml de agua y se añade un 1ml de colorante.
* Se coloca el accesorio FME-06 sobre el canal del banco hidráulico.
* Se conecta su tubería de alimentación a la impulsión del banco hidráulico.
* Se baja el inyector mediante el tornillo hasta colocarlo justo sobre la tobera de entrada al tubo de visualización de flujo.
* Se cierra la válvula de control de...