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7/26/2019 Practica de Laboratorio Cuba de Reynolds Imprimir

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ING. EN ENERGIA II NEIL VELASQUEZ

PRACTICA DE LABORATORIO CUBA DEREYNOLDS

I.INTRODUCCION

Una de las constantes preocupaciones de los ingenieros es laprediccin, conocimiento mane!o del "u!o de los "uidos paraadecuarlos al tipo de operacin re#uerido. Esto re#uiere #ue lospatrones de "u!o sean esta$les o inesta$les en el tiempo, lo #ue lle%aal mismo tiempo a instruir so$re tipos de "u!os& 'Laminar( o')ur$ulento(.La ra*n por la cual el "u!o puede ser laminar o tur$ulento tiene #ue

%er lo #ue sucede ante una alteracin pe#ue+a de "u!o, esto es unapertur$acin al %ector %elocidad, segn esto, cuando una

pertur$acin a-ecta a una partcula, esta tiene dos alternati%as&

Incrementar solo en el sentido del "u!o, en este caso se dice #ue elpatrn de "u!o al #ue pertenece la partcula es laminar por cuanto noe/iste componentes en la direccin trans%ersal #ue 0aga #ue las

partculas se me*cle con las colindantes1 si la pertur$acin a-ecta al%ector %elocidad de modo #ue tenga un componente normal a ladireccin del "u!o, la partcula ine%ita$lemente se me*clar2 con el

resto del "uido denomin2ndose entonces a este tipo de "u!o '"u!otur$ulento(.

II.OBJETIVOS

El o$!eti%o principal de esta e/periencia es la %isuali*acin de"u!os en di-erentes regmenes de escurrimiento, di-erenciandoel "u!o laminar 3"u!o ordenado, lento4 del "u!o tur$ulento 3"u!odesordenado, r2pido4.

5emostrar #ue cual#uier "u!o necesariamente depende de trespar2metros para de6nir su correspondiente, estos son& la%elocidad, longitud geom7trica caracterstica #ue en el caso detu$era puede ser un di2metro, su %iscosidad cinem2tica #ue a

su %e* depende de la temperatura. Una ci-ra adimensional #uerene estos tres par2metros es el 'N8 de Renolds(.

III. FUNDAMENTO TERICO

DEFINICIN DE FLUIDOUn "uido es una sustancia #ue cede inmediatamente a cual#uier-uer*a tendente a alterar su -orma, con lo #ue "ue se adapta a la

-orma del recipiente. Los "uidos pueden ser l#uidos o gases. Laspartculas #ue componen un l#uido no est2n rgidamente ad0eridas

entre s, pero est2n m2s unidas #ue las de un gas. El %olumen de unl#uido contenido en un recipiente 0erm7tico permanece constante,

UNS 9


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el l#uido tiene una super6cie lmite de6nida. En contraste, un gas no

tiene lmite natural, se e/pande di-unde en el aire disminuendosu densidad. A %eces resulta di-cil distinguir entre slidos "uidos,

por#ue los slidos pueden "uir mu lentamente cuando est2nsometidos a presin, como ocurre por e!emplo en los glaciares.

CAUDALEs la cantidad de "uido #ue pasa en una unidad de tiempo.Normalmente se identi6ca con el "u!o %olum7trico o %olumen #uepasa por un 2rea dada en la unidad de tiempo.VISCOSIDAD:ropiedad de un "uido #ue tiende a oponerse a su "u!o cuando se leaplica una -uer*a. Los "uidos de alta %iscosidad presentan una ciertaresistencia a "uir1 los "uidos de $a!a %iscosidad "uen con -acilidad.La -uer*a con la #ue una capa de "uido en mo%imiento arrastraconsigo a las capas adacentes de "uido determina su %iscosidad,

#ue se mide con un recipiente 3%iscosmetro4 #ue tiene un ori6cio detama+o conocido en el -ondo. La %elocidad con la #ue el "uido salepor el ori6cio es una medida de su %iscosidad.La %iscosidad de un "uido disminue con la reduccin de densidad#ue tiene lugar al aumentar la temperatura. En un "uido menosdenso 0a menos mol7culas por unidad de %olumen #ue puedantrans-erir impulso desde la capa en mo%imiento 0asta la capaestacionaria. Esto, a su %e*, a-ecta a la %elocidad de las distintascapas. El momento se trans6ere con m2s di6cultad entre las capas, la %iscosidad disminue. En algunos l#uidos, el aumento de la

%elocidad molecular compensa la reduccin de la densidad.

FLUJO VISCOSO Y NO VISCOSO; Flujo Viscoso: Es a#uel en el #ue los e-ectos de la %iscosidad sontan importantes no se pueden despreciar.; Flujo no Viscoso: Es a#uel en el #ue los e-ectos de la %iscosidad noa-ectan signi6cati%amente el "u!o por lo tanto no se toma encuenta.

CARACTERSTICAS DEL FLUJOEl "u!o de los "uidos puede clasi6carse de la siguiente manera&

A. FLUJO LAMINAR

UNS


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En el "u!o laminar el gradiente de %elocidades es di-erente de cero. Elper6l de %elocidad es una cur%a de -orma sua%e el "uido se mue%ea lo largo de lneas de corriente de aspecto aislado. El "u!o sedenomina laminar por#ue aparece como una serie de capas delgadasde "uido 3l2minas4 #ue se desli*an unas so$re otras. En el "u!o

laminar las partculas de "uido se mue%en a lo largo de las lneas decorriente 6!as no se despla*an de una a otra. El concepto de -riccinen el "uido es una analoga adecuada para el es-uer*o cortante m2san es realmente el resultado de una trans-erencia de momentomolecular, de -uer*as intermoleculares o de am$as cosas.B. FLUJO TRANSICIONALEl "u!o laminar se trans-orma en tur$ulento en un proceso conocidocomo transicin1 a medida #ue asciende el "u!o laminar se con%ierteen inesta$le por mecanismos #ue no se comprenden totalmente.

Estas inesta$ilidades crecen el "u!o se 0ace )ur$ulento.

UNS =


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C. FLUJO TURBULENTOSe conoce como "u!o tur$ulento al mo%imiento desordenado de un"uido& Este se caracteri*a por "uctuaciones al a*ar en la %elocidad del"uido por un me*clado intenso. El patrn desordenado de $ur$u!ascercanas a la parte in-erior de la pared del canal es el resultado del

me*clado del "u!o tur$ulento en esa *ona.

N! "# REYNOLDSEl nmero de Renolds 3Re4 es un nmero a dimensional utili*ado enmec2nica de "uidos, dise+o de reactores -enmenos de transportepara caracteri*ar el mo%imiento de un "uido. Este nmero reci$e sunom$re en 0onor de >s$orne Renolds 39?@tro e!emplo& En el an2lisis del

UNS @


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mo%imiento de "uidos en el interior de conductos proporciona una

indicacin de la p7rdida de carga causada por e-ectos %iscosos.

IV. MATERIALES E INSTRUMENTOS

M'(#)i'l#s:

Agua pota$le.

Bolorante.Ins()u*#n(os:

Bu$a de Renolds, compuesto de un tu$o de %idrio, de

un inector colorante.

:ro$eta graduada.

Un cronometro.

V.PROCEDIMIENTO

; Llenar la Bu$a de Renolds con agua esperar #ue cese

cual#uier clase de mo%imiento, mantenerlo a un mismo

ni%el, marcado anteriormente como se muestra en la 6g9.

Figura394; A$rir la %2l%ula de salida del tu$o de %idrio luego a$rir la %2l%uladel inector de colorante o$ser%ar su comportamiento, si semantiene a modo de un 0ilo colorecido e/tendido en toda la e/tensindel tu$o se estar2 ante un "u!o laminar,a0 %emos la 6gura 3


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; :ara di-erentes aperturas de la %2l%ula de salida del tu$o de %idriomedir un %olumen Vo en un tiempo 't( para o$tener el caudal.D3H4

; 5eterminar para cada medida la %elocidad del "u!o en la siguiente

-rmula&DBon los di-erentes %alores de la %elocidad la temperatura calcular elN8 de Renolds.D -ig3=4

Figura 3=4

VI. CALCULOS

D'(os:o 5i2metroD


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=vsD

v=(29x 103

m

seg)(0.026m)

1.007x106 m

2

seg

=748.76

:ara t2=34.O 44 seg

Q=V

0

t=

0.001m3

34.044 seg=0.29x106

m3

seg

V=

4Q

D2=

4 (0.2 9x106m

3

seg)

(0.026m)2 =54.6

10

3mseg

=vsD

v=(54.610

3mseg

)(0.026m)

1.007x106 m

2

seg

=1409.73

:ara t3=17.277 seg

Q=V

0

t=

0.001m3

17.277 seg=5.79x 105

m3

seg

V= 4Q

D2=

4 (5.79x105m

3

seg)

(0.026m)2 =0.11

m

seg

=vsD

v=(0.11

m

seg)(0.026m)

1.007x 106 m

2

seg

=2840

:ara t4=8.628 seg

UNS J


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Q=V

0

t=0.001m

3

8.628 seg=0.1159x105

m3

seg

V= 4Q

D2=

4 (0.1159x 105m

3

seg)

(0.026m)2 =0 .0022

m

seg

=vsD

v=(0.0022)(0.026m)

1.007x 106 m

2

seg

=56.8

+ RESULTADOS

N!

T#*,#)'(u)'

-!C

Viscosi"'"

-*/0s

Volu*#n

-*1

Ti#*,o-s

C'u"'l-*10s

V#loci"'"-*0s

N2*#)o

R#3nol"s

Flujo

9


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en el laboratorio mide s%lo un poco ms de un metro, por ende creo que la

visuali(aci%n de los tipos de flujo no se desarrolla con la suficiente notoriedad.

6 BIBLIO7RAFIA

KI)E, F., 'MEBANIBA 5E FUI5>S(, Ed McGra ill, N OEPAR MAIM>, 'I5RAULIBA 5E BANALES(,

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