Reynolds

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Práctica de Laboratorio N°1

Octubre 2,002

CUESTIONARIO N° 1: MESA LAMINAR

1. Defina los conceptos teóricos y el procedimiento a seguir para obtener los siguientes flujos, además de graficarlos.

a) Flujo Uniforme: Es aquel con profundidad yvelocidad constantes. Es el equivalente de un flujo en un canal abierto en tuberías, totalmente desarrollado. El flujo uniforme sóo puede ocurrir en un canal prismático recto, con una pendiente constante en el fondo. Cuando el líquido entra al área del canal, existe una región de desarrollo de flujo gradualmente variado, llamada zona transitoria; la fuerza de gravedad excede la de la pared y el flujose acelera. La mayor velocidad aumenta el esfuerzo cortante en la pared. Si el canal es lo suficientemente largo, al final se presenta una condición de equilibrio entre la fuerza de gravedad y la fuerza de la pared, y el flujo se vuelve uniforme. Muchos canales se diseñan para la condición de un flujo uniforme. La profundidad correspondiente a un flujo uniforme en un canal particular se denominaprofundidad normal ((n). Aún cuando el flujo en el canal no sea uniforme, la profundidad normal es un parámetro de diseño importante.

b) Flujo Fuente: Una fuente es una línea normal al plano XY desde el cual se imagina al fluido generando un flujo uniforme en todas las direcciones y en ángulos rectos a ella. El flujo total por unidad de tiempo y unidad de área recibe el nombre deintensidad de la fuente. Como el flujo es en las líneas radiales desde la fuente, la velocidad a la distancia “R” de la fuente es calculada por la intensidad dividida entre el área de flujo de un cilindro.

c) Flujo Sumidero: El sumidero bidimensional es análogo ala carga lineal negativa de electrostática. Del patrón de líneas de corriente y de la simetría de la función corrienteinmediatamente se deduce que este fluido absorbe desde el origen, por consiguiente se llega a un flujo radialmente hacia adentro.

d) Óvalo de Rankine: Ocurre cuando la línea de corriente ( es una curva cerrada y se puede reemplazar por una superficie sólida, y tiene la forma de una elipse pero algo más achatada. Es la suma o superposición de un flujo sumidero, un flujo fuente y un flujorectilíneo.

CUESTIONARIO N° 2: MESA DE ANALOGÍAS DE STOKES

2. Con respecto a la Mesa de Analogías de Stokes, describa si es posible realizar los siguientes experimentos y detalle el proceso que se debería seguir para lograrlo.

a) Visualización y cuantificación de Flujo Permanente.
Sí es posible visualizar el flujo permanente, ya que tendríamos el caudalconstante, y además el área es conocida (nos proporcionan las medidas de la mesa), la velocidad resulta ser constante obteniéndose así un flujo permanente.

b) Visualización y comportamiento de las líneas de corriente alrededor de perfiles o cuerpos impermeables.
Se logra mediante la disolución de permanganato de potasio: este colorante da una coloración morada al fluido (eneste caso agua), permitiéndonos visualizar las formas que adquieren las líneas de flujo al chocar con los cuerpos, dependiendo de la geometría del perfil colocado.

c) Visualización y perturbación del paso de una flujo uniforme a través de una serie de tuberías de eje perpendicular al plano de flujo.
Sí, es posible visualizar esta perturbación, ya que cada vez que secambia el perfil, se puede ver el comportamiento del flujo; todo depende de la geometría de los perfiles.
d) Visualización de un doblete.
El doblete nace de la superposición de un flujo fuente y un sumidero, ambos con intensidad de corriente infinita. Se genera un flujo sobre un cilindro circular que se va desvaneciendo, haciendo que ( (intensidad de flujo) aumente sin...