Practica de Laboratorio Flujo laminar y Turbulento

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA VIDA
ING. BIOTECNOLOGÍA
DISEÑO DE PROCESOS INDUSTRIALES
Nombres: Pablo Albán, Mónica Almeida, Santiago Godoy, María Fernanda Hurtado, Andrés Larco.
Fecha: 2013-09-29
TEMA: FLUJO LAMINAR Y TURBULENTO
OBJETIVO
Caracterizar los regímenes de un flujo en una tubería circular.
Determinar el número de Reynolds para cadarégimen de flujo.
Determinar el factor de fricción entre dos tomas opuestas de presión para cada régimen de flujo.

MARCO TEÓRICO
Existe una amplísima variedad de dispositivos que permiten medir parámetros cinéticos en fluidos. Los hay que miden exclusivamente velocidad (Sondas de Velocidad), Caudal volumétrico o Caudal másico. Es difícil dar una regla general que nos permita determinar cuál será lamás conveniente en nuestro proceso. Depende de que queremos medir, velocidad, caudal volumétrico ( m3/s) o másico (kg/s), del tipo y geometría de la tubería, de la naturaleza del fluido a medir ( gas, líquido, o mezcla de los dos, limpio o sucio, sin o con partículas disueltas, conductividad, etc) , de la precisión que se desee alcanzar, y sobre todo, de la economía. Por regla general, losaparatos de medida son bastante caros si se desea cierta precisión (De las Heras, 2011).
Los flujos viscosos se pueden clasificar en laminares o turbulentos teniendo en cuenta la estructura interna del flujo. El régimen laminar se caracteriza por el movimiento de láminas o capas, su estructura se caracteriza por los movimientos tridimensionales, aleatorios, de las partículas de fluido, superpuestos almovimiento promedio.
En un flujo laminar no existe un estado macroscópico de las capas de fluido adyacentes entre sí, no se presenta dispersión de la tinta a través del flujo, excepto una difusión muy lenta debido al movimiento molecular. El que un flujo sea laminar o turbulento depende de las propiedades del caso. Así, por ejemplo, la naturaleza del flujo (laminar o turbulento) a través de untubo se puede establecer teniendo en cuenta el valor de un parámetro adimensional, el número de Reynolds, Re = pVD/u, donde p es la densidad del fluido, V la velocidad promedio, D el diámetro del tubo y u la viscosidad. (Thompson, 1969).
El flujo dentro de una capa límite puede ser también laminar o turbulento; las definiciones de flujo laminar y flujo turbulento dadas anteriormente se aplicantambién en este caso. Como veremos más adelante, las características de un flujo pueden ser significativamente diferentes dependiendo de que la capa límite sea laminar o turbulenta. Los métodos de análisis también son diferentes para un flujo laminar que para un flujo turbulento. Por lo tanto, al iniciar el análisis de un flujo dado es necesario determinar primero si se trata de un flujo laminar o de unflujo turbulento. Veremos más detalles a este respecto en capítulos posteriores. (Thompson, 1969).

Tubos Venturi
Es el elemento primario del instrumento de flujo colocado en la línea para medir una presión diferencial relacionada al flujo usando los principios de Bernoulli y Venturi para relacionar la velocidad con la presión del fluido (Mott, 1996).
El tubo Venturi se usa en donde esimportante la recuperación de presión, puesto que esta recuperación del cuello Venturi es mucho más elevada para que otros elementos primarios, especialmente en comparación con los de placas de orificio. Otras ventajas del Tubo Venturi son su coeficiente excepcionalmente uniforme con los flujos viscosos, y el hecho de que no separa ni deposita material en suspensión.Fig. 1. Esquema del Tubo Venturi
Placa de Orificio
Se trata de una placa de metal interpuesta en la tubería, con un agujero normalizado a través del cual se produce el salto de presiones que se medirán. Se produce una pérdida de presión muy importante y es muy sensible al tipo de flujo aguas arriba (Mott, 1996).
El orificio de placa puede ser concéntrico, excéntrico o...