Laboratorio 6 mecanica de fluidos

Universidad Tecnológica de Panamá

Facultad de Ingeniería Mecánica

Lic. En Ingeniería Naval

Mecánica de Fluidos

“Laboratorio #6”

1-NI-131
Grupo A

Ronal A. Ocaña J. 2-733-741
Raúl Henríquez 2-736-268

Prof.: Miguel Jované
Instructor: Adrián Messé

20 de mayo de 2015



Abstracto
En el estudio de la cinemática de fluido se trata la descripción del movimiento de los fluidos sin necesariamenteconsiderar las fuerzas y momentos que los causan.
Una parte muy importante que se tomara en consideración en este laboratorio es como se comporta el flujo de corriente, el cual es muy útil ya que es un indicador de la dirección instantánea del movimiento de un fluido en su campo de flujo.
Para el estudio de las líneas de corrientes tomaremos los diferentes perfiles hidrodinámicos que permitiránla visualización del comportamiento de las líneas de flujo, de acuerdo con el perfil con el que se choque.












Marco Teórico
Mientras que un estudio cuantitativo de la dinámica de los fluidos requiere de matemática avanzada, mucho puede aprenderse de la visualización del flujo (examinación visual de las características del campo de flujo).
Comúnmente en la visualización de flujos segrafican líneas de corriente, líneas de trayectoria y líneas de traza. En condiciones de estado estacionario las tres coinciden. Una línea de corriente es una curva que siempre es tangente a la velocidad local instantánea, ver figura 3.

Figura 3. Línea de corriente para un flujo bidimensional
Para el caso de un flujo bidimensional (𝑥, 𝑦), la línea de corriente se obtendría de lasiguiente ecuacióndiferencial:

Donde 𝑣, 𝑢 son las componentes el vector velocidad en la dirección 𝑗 y en la dirección 𝑖, respectivamente.
Las líneas de trayectoria en tanto, son aquellas que describen la trayectoria real de una partícula de fluido en un intervalo de tiempo y se obtienen a partir de acoplamiento de las ecuaciones resultantes de las siguientes ecuaciones diferenciales:


Las líneas de traza por otrolado consisten en el lugar geométrico de las partículas de un fluido que han pasado de manera secuencial por un punto que se encuentra dentro de la trayectoria del flujo.
Ahora bien, de acuerdo al comportamiento que se aprecie en las líneas de corriente, losflujos se pueden clasificar en: laminar (líneas de corrientes suaves y movimiento sumamente ordenado), transitorio (repentinas fluctuaciones enel movimiento ordenado) o turbulento(movimiento prácticamente aleatorio, completamente desordenado).
El régimen del flujo depende de la geometría, la rugosidad de la superficie, la velocidad delflujo, la temperatura y el tipo de fluido; y un parámetro adimensional que relaciona estas variables es el número de Reynolds:


Dónde: 𝜌 es la densidad, 𝑉𝑝𝑟𝑜𝑚 es la velocidad promedio, 𝐿𝑐 es la longitudcaracterística y 𝜇 la viscosidad dinámica.
En este laboratorio veremos la visualización de las líneas de corriente en un flujo.
En este laboratorio veremos la visualización de las líneas de corriente en un flujo bidimensional, incompresible, irrotacional a números de Reynolds muy bajos 𝑅𝑒 ≤ 1 (flujo de Stokes).










Materiales
Banco hidráulico, FME00/B de EDIBON.
Modelo de visualización deflujo laminar, FME20 de EDIBON
Perfiles hidrodinámicos: disco de 25 mm de diámetro, disco de 50 mm de diámetro, cuadrado de 50 mm x 50 mm, y cuña
Teléfono celular con cámara fotográfica
Cubeta
Papel toalla

















Procedimiento
1. Colocamos el equipo FME20 sobre el módulo de servicio, banco hidráulico FME00/B.
2. Conectamos la manguera flexible del equipo FME20 al suministro del móduloFME00/B y mantuvimos el orificio de descarga del agua del equipo FME20, que pasó por la mesa de prueba, alineado con el recipiente plástico suministrado por el instructor.
3. Nos aseguramos que el sistema de inyección del colorante este instalado correctamente y que contenía suficiente tinta (aproximadamente 100 mL de agua por 1 mL de colorante.
4. Encendimos la bomba acoplada al banco hidráulico...