trabajo de investigacion fluidos ii pdf
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FACULTAD DE INGENIERIA, ARQUITECTURA Y URBANISMO
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
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PROYECTO DE INVESTIGACION
DEMOSTRACION DEL FLUJO LAMINAR EMPLEANDO EL EQUIPO DE OSBORNE
REYNOLDS. ________________________________________________________________________________
MECANICA DE FLUIDOS II
AUTOR
LOBATON REGALADO, Luis ngel
PIMENTEL, 23 DE MAYO DEL 2014
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DEDICATORIA
A mi padre fallecido, Que mientras
vivi fue un apoyo incondicional en
mis estudios. A pesar de nuestra
distancia fsica, siento que ests
conmigo siempre.
A mi madre que adems de darme la
vida ha estado siempre pendiente de
mis luchas diarias.
A mi Dios quin supo guiarme por el
buen camino, darme fuerzas para
seguir adelante y no desmayar en los
problemas que se presentaban,
ensendome a encarar las
adversidades sin perder nunca la
dignidad ni desfallecer en el
intento.
A mi novia Guiselly quien me apoyo y
alent para continuar, cuando
pareca que me iba a rendir.
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AGRADECIMIENTO
El presente trabajo de investigacin
fue realizado bajo la supervisin del
Ing. Guillermo Gustavo Arriola
carrasco, a quien me gustara
expresarle mi ms profundo
agradecimiento, por hacer posible la
realizacin de esta investigacin.
Adems, de agradecer su paciencia,
tiempo y dedicatoria que tuvo para
que esto saliera de manera exitosa.
A la facultad de ingeniera civil de
la universidad seor de Sipn, por
permitirme el uso de su laboratorio
de hidrulica para el desarrollo de
esta investigacin.
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RESUMEN
El nmero de Reynolds es un nmero adimensional utilizado en
mecnica de fluidos, en esta investigacin demostraremos el flujo
laminar empleando el equipo de osborne Reynolds el cual debe ser
menor de 2300, dicha asignacin del valor numrico para el flujo
laminar fue reportado por primera vez por Osborne Reynolds en
1883, el cual estudi las caractersticas de flujo de los fluidos
inyectando un trazador dentro de un lquido que flua por una
tubera.
Para hacer posible esta demostracin haremos uso del equipo de
Reynolds (FME-06) que se encuentra en el laboratorio de hidrulica
de la universidad seor de Sipn.
De esta manera demostraremos los valores dados por Reynolds para
un flujo laminar.
Palabras claves: flujo laminar, nmero de Reynolds.
ABSTRACT
The Reynolds number is a dimensionless number used in fluid
mechanics, in this research demonstrate laminar flow using
equipment Osborne Reynolds which must be less than 2300, such
assignment of numerical value for laminar flow was first
reported by Osborne Reynolds in 1883, which studied the
characteristics of fluid flow by injecting a tracer into a
fluid flowing through a pipe.
To enable this demonstration we use the Reynolds team (FME-
06) located in the hydraulic laboratory of the Lord of Sipn
university.
Thus we show the values given by Reynolds for laminar flow.
Key words: laminar flow, the Reynolds number.
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NDICE
DEDICATORIA__________________________________________________
AGRADECIMIENTOS______________________________________________
RESMEN______________________________________________________
NDICE_______________________________________________________
INTRODUCCIN_________________________________________________
CAPITULO I: PROBLEMA DE INVESTIGACION
1.1. SITUACIN PROBLEMTICA__________________________________
1.2. FORMULACIN DEL PROBLEMA________________________________
1.3. DELIMITACIN DE LA INVESTIGACIN________________________
1.4. JUSTIFICACIN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIN_________
1.5. LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIN________________________
1.6. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIN
Objetivo General_____________________________________________
Objetivos Especficos________________________________________
CAPITULO II: MARCO TEORICO
2.1 ANTECEDENTES DE ESTUDIOS_________________________________
2.2. BASE TERICA CIENTFICAS________________________________
2.3. DEFINICIN DE LA TERMINOLOGA (MARCO CONCEPTUAL)________
CAPTULO III: MARCO METODOLGICO
3.1. TIPO Y DISEO DE INVESTIGACIN__________________________
3.2. POBLACIN Y MUESTRA_____________________________________
3.3. HIPTESIS_______________________________________________
3.4. OPERACIONALIZACIN______________________________________
3.5. MTODOS, TCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIN DE DATOS
3.6. PROCEDIMIENTO PARA LA RECOLECCIN DE DATOS______________
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CAPTULO IV: ANLISIS E INTERPRETACIN DE LOS RESULTADOS
4.1. RESULTADOS EN TABLAS Y GRFICOS_________________________
4.2. DISCUSIN DE RESULTADOS_________________________________
CAPTULO V: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES__________________________
CAPTULO VI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1. CONCLUSIONES____________________________________________
6.2. RECOMENDACIONES_________________________________________
REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS___________________________________
ANEXOS PANEL FOTOGRAFICO_____________________________________
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INTRODUCCIN
Los diferentes regmenes de flujo y la asignacin de valores
numricos de cada uno fueron reportados por primera vez por
Osborne Reynolds en 1883, el cual estudi las caractersticas
de flujo de los fluidos inyectando un trazador dentro de un
lquido que flua por una tubera. A velocidades bajas del
fluido, se ve que el movimiento tiene un carcter laminar.
Sin embargo cuando hay mayores velocidades, el flujo del
fluido se desorganizan obteniendo as un flujo turbulento.
Para medir el parmetro usamos el nmero de Reynolds, el cual
es un nmero adimensional que se utiliza para definir las
caractersticas del flujo dentro de una tubera.
El presente trabajo de investigacin se realizara en el
laboratorio de hidrulica de la Universidad Seor de Sipn, y
se trabajar con el equipo Osborne Reynolds, donde se
demostrara el flujo laminar con valores menores de 2300.
Mediante la toma de datos experimentales, se obtendrn por
medio del uso de frmulas resultados los cuales sern
procesados mediantes tablas y grficos con la finalidad de
observar el comportamiento del fluido a diferentes caudales.
De esta manera se espera corroborar y contrastar con la
teora de Reynolds para una mejor comprensin y descripcin
de la misma y de esta manera realizar el anlisis y emitir
las conclusiones correspondientes.
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CAPITULO I: PROBLEMA DE INVESTIGACION
1.1. SITUACIN PROBLEMTICA
Flujo laminar se denomina al movimiento de un fluido cuando
ste es ordenado, estratificado, suave. En un flujo laminar
el fluido se mueve en lminas paralelas sin entremezclarse y
cada partcula de fluido sigue una trayectoria suave, llamada
lnea de corriente. En flujos laminares el mecanismo de
transporte lateral es exclusivamente molecular. Se puede
presentar en las duchas elctricas vemos que tienen lneas
paralelas. El flujo laminar es tpico de fluidos a
velocidades bajas o viscosidades altas, mientras fluidos de
viscosidad baja, velocidad alta o grandes caudales suelen ser
turbulentos
El nmero de Reynolds es un parmetro adimensional importante
en las ecuaciones que describen en qu condiciones el flujo
ser laminar o turbulento. En el caso de fluido que se mueve
en un tubo de seccin circular, el flujo persistente ser
laminar por debajo de un nmero de Reynolds crtico de
aproximadamente de 2300.Para nmeros de Reynolds ms altos
el flujo turbulento puede sostenerse de forma indefinida. Sin
embargo, el nmero de Reynolds que delimita flujo turbulento
y laminar depende de la geometra del sistema y adems la
transicin de flujo laminar a turbulento es en general
sensible a ruido e imperfecciones en el sistema.
1.2. FORMULACIN DEL PROBLEMA
Cmo demostrar el flujo laminar empleando el equipo de
Osborne Reynolds (FME-06)?
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1.3. DELIMITACIN DE LA INVESTIGACIN
Al tratar de demostrar un tipo de flujo laminar se usara un
equipo de Osborne Reynolds (FME-6) de la escuela profesional
de ingeniera civil de la universidad seor Sipn y se
realizara en el presente semestre acadmico.
1.4. JUSTIFICACIN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIN
El aporte y la importancia que tendr este trabajo ser la
demostracin del Experimento de Osborne Reynolds, de forma
visual y analtica para un flujo laminar con valores menores
de 2300.Para ello, se realizaron pruebas de laboratorio con
caudales diferentes.
Este Trabajo Especial de Pregrado es un aporte para la
carrera y la universidad por su gran valor acadmico y por
qu existen pocas investigaciones sobre este tipo.
De igual forma, los resultados de esta investigacin permiten
que los estudiantes del curso de fluidos 2, fortalezcan sus
conocimientos sobre el nmero de Reynolds para un flujo
laminar.
1.5. LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIN
Las dificultades que encontramos en el proceso de
investigacin para la realizacin de este trabajo fueron las
siguientes:
Escasa informacin sobre el tema de investigacin.
Poca informacin bibliogrfica en la biblioteca de la
universidad.
Poco tiempo para la realizacin de este trabajo de
investigacin.
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1.6. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIN
Objetivo General.
Demostrar a travs del equipo de Reynolds un flujo laminar
con valores menores a 2300.
Objetivos Especficos.
Seleccionar los mtodos y tcnicas necesarias para
estudiar el flujo laminar
Analizar los mtodos y tcnicas para demostrar un flujo
laminar con el uso del equipo de Reynolds.
Evaluar en base a los resultados obtenidos la
demostracin de un flujo laminar con el equipo de
Reynolds.
Proponer en funcin a los resultados los parmetros para
obtener un flujo laminar.
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CAPITULO II: MARCO TEORICO
2.1 ANTECEDENTES DE ESTUDIOS
No existe ninguna investigacin a nivel local y nacional
sobre la demostracin del flujo laminar con el equipo de
Reynolds.
Solo Se ha Reportado a nivel internacional la siguiente
investigacin:
Tema: Diseo y montaje del equipo hidrulico para el ensayo
del laboratorio del nmero de Reynolds y orificios de
descarga.
Autor: Umeimar Ramiro Urrea Toledo
Ao: 2012
Objetivo de la investigacin: Diseo y montaje del equipo
hidrulico para el ensayo del laboratorio del nmero de
Reynolds y Comprobar si las caractersticas del flujo son de
acuerdo a su tipo, por medio del sistema diseado.
El cual concluye en:
Realizado el experimento de Reynolds con anilina mineral se
puede observar experimentalmente el tipo de flujo que pasaba
por el tubo de acrlico, se hizo las respectivas
observaciones y cuando se realizaron los clculos tericos se
comprob con lo visto en la prctica y efectivamente
coincida con la escala de Reynolds, dando como resultado una
estructura bien hecha para elaboracin del ensayo, se
recomienda comprar permanganato de potasio en reemplazo de la
anilina.
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2.2. BASE TERICA CIENTFICAS
FLUJO LAMINAR
Es uno de los dos tipos principales de flujo en fluido. Se
llama flujo laminar o corriente laminar, al movimiento de un
fluido cuando ste es ordenado, estratificado, suave. En un
flujo laminar el fluido se mueve en lminas paralelas sin
entremezclarse y cada partcula de fluido sigue una
trayectoria suave, llamada lnea de corriente. En flujos
laminares el mecanismo de transporte lateral es
exclusivamente molecular. Se puede presentar en las duchas
elctricas vemos que tienen lneas paralelas.
El flujo laminar es tpico de fluidos a velocidades bajas o
viscosidades altas, mientras fluidos de viscosidad baja,
velocidad alta o grandes caudales suelen ser turbulentos. El
nmero de Reynolds es un parmetro adimensional importante en
las ecuaciones que describen en qu condiciones el flujo ser
laminar o turbulento. En el caso de fluido que se mueve en un
tubo de seccin circular, el flujo persistente ser laminar
por debajo de un nmero de Reynolds crtico de
aproximadamente 2300.
Para nmeros de Reynolds ms altos el flujo turbulento puede
sostenerse de forma indefinida. Sin embargo, el nmero de
Reynolds que delimita flujo turbulento y laminar depende de
la geometra del sistema y adems la transicin de flujo
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laminar a turbulento es en general sensible a ruido e
imperfecciones en el sistema.
El perfil laminar de velocidades en una tubera tiene forma
de una parbola, donde la velocidad mxima se encuentra en el
eje del tubo y la velocidad es igual a cero en la pared del
tubo. En este caso, la prdida de energa es proporcional a
la velocidad media, mucho menor que en el caso de flujo
turbulento.
.
En el flujo laminar el hilo de corriente es prcticamente una
lnea recta, paralela a la pared del tubo.
Flujo laminar de un fluido perfecto
en torno al perfil de un objeto Distribucin de velocidades en un
tubo con flujo laminar.
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EL NUMERO DE REYNOLDS
El nmero de Reynolds relaciona la
densidad, viscosidad, velocidad y
dimensin tpica de un flujo en una
expresin adimensional, que interviene
en numerosos problemas de dinmica de
fluidos. Dicho nmero o combinacin
adimensional aparece en muchos casos
relacionado con el hecho de que el
flujo pueda considerarse laminar (nmero de Reynolds pequeo)
o turbulento (nmero de Reynolds grande).
Para un fluido que circula por el interior de una tubera
circular recta, el nmero de Reynolds viene dado por:
O equivalentemente por:
Dnde:
: Densidad del fluido
: Velocidad caracterstica del fluido
: Dimetro de la tubera a travs de la cual circula el
fluido o longitud caracterstica del sistema
: Viscosidad dinmica del fluido
: Viscosidad cinemtica del fluido
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LABORATORIO DEMOSTRACION DEL FLUJO LAMINAR EMPLEANDO
EL EQUIPO DE REYNOLDS.
EQUIPOS A UTILIZAR
1. BANCO HIDRULICO
Es un equipo para el estudio
del comportamiento de los
fluidos, la teora hidrulica
y las propiedades de la
mecnica de fluidos. Est
Compuesto por un banco
hidrulico mvil que se
utiliza para acomodar una amplia variedad de mdulos,
que permiten al estudiante experimentar los problemas
que plantea la mecnica de fluidos.
Partes
Equipo autnomo (depsito y bomba incluidos).
Innovador sistema de ahorro de agua consistente en
un depsito sumidero de alta capacidad y un
rebosadero que devuelve el excedente de agua a
dicho depsito.
Vlvula de desage fcilmente accesible.
Dispone de un depsito escalonado (volumtrico)
para medir caudales altos y bajos, adems de una
probeta de un litro de capacidad para caudales an
ms bajos.
Tubo de nivel provisto de escala que indica el
nivel de agua del depsito superior.
Bomba centrfuga.
Interruptor de puesta en marcha de la bomba,
seguridad y piloto de encendido.
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2. EQUIPO OSBORNE REYNOLDS (FME-06)
El mdulo consiste en un depsito
cilndrico dotado de una tobera acoplada a
un tubo de metacrilato, que permite la
visualizacin del fluido.
Un rebosadero garantiza la homogeneidad
del caudal y una aguja acoplada a un
depsito suministra el colorante. El agua
se suministra desde el Banco Hidrulico
(FME00) o el Grupo de Alimentacin
Hidrulica Bsico (FME00/B).
La visualizacin del rgimen laminar o
turbulento se puede realizar actuando sobre la vlvula
de control de flujo.
3. CRONOMETRO
El cronmetro es un reloj o una funcin de
reloj utilizada para medir fracciones
temporales, normalmente breves y precisas.
4. PROBETAS GRADUADAS
Es un instrumento volumtrico en el
laboratorio se tiene de hasta mil
centmetros milmetros cbicos y permite
medir volmenes considerables con un
ligero grado de inexactitud. Sirve para
contener lquidos.
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5. REACTIVO
Liquido un poco viscoso para poder identificar el tipo
de flujo que corre en un determinado caudal.
6. TERMMETRO
Aparato que sirve para medir la
temperatura, del agua y poder
determinar su viscosidad cinemtica
segn tabla.
PROCEDIMIENTO
1. Para realizar esta prctica de laboratorio, se procedi
a colocar al equipo FEM-00 (banco Hidrulico) y el
equipo FEM-06 (Mdulo de demostracin de Osborne-
Reynold). Tambin se us en esta prctica de laboratorio
un colorante con la idea de ver las lminas en las que
se mueve el agua y observar si el flujo visto es
laminar.
2. Procedemos a abrir la vlvula de entrada y salida del
agua, de tal manera que ambos compartimientos presenten
el mismo nivel.
3. Ya nivelados los dos compartimientos se libera el
colorante para que as fluya a travs del tubo de
vidrio.
4. Luego de colocado el colorante en su sitio, se procedi
a buscar un caudal adecuado en el FEM-00(banco
hidrulico) para que se llene el tanque del FEM-06 y a
la vez sea no sea demasiado para desbordar al mismo, se
debe decir que controlbamos por medio de una vlvula en
el FEM-06, la salida de agua de este, es decir ahora el
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caudal no lo controlaramos desde la perilla o vlvula
del tanque hidrulico, si no desde el mimo FEM-06.
5. Una vez el FEM-06 estaba lleno, se procedi a abrir la
vlvula para liberar el colorante, lo cual nos permiti
observar el flujo del agua.
6. Se procedi a hacer lo mismo que hicimos para la
medicin de caudales bajos, con una probeta y la
manguera, con la diferencia que ahora la manguera era la
de salida de agua del FEM-06 (el caudal se controlaba
con el FEM-06 o Mdulo de demostracin de Osborne-
Reynold).
7. Se tomaron 2 caudales diferentes, a cada caudal se
tomaron 5 muestras.
8. La idea de la toma de datos en esta prctica fue la de
constatar con la obtencin del caudal y la medicin de
temperatura de agua, el nmero de Reynolds que validar
el flujo laminar que observamos.
2.3. DEFINICIN DE LA TERMINOLOGA (MARCO CONCEPTUAL)
FLUJO LAMINAR: flujo por debajo de un nmero de Reynolds
crtico de aproximadamente 2300.
NUMERO DE REYNOLDS: El nmero de Reynolds relaciona la
densidad, viscosidad, velocidad y dimensin tpica de
un flujo en una expresin adimensional
EQUIPO DE REYNOLDS: Equipo para la demostracin del
experimento de osborne Reynolds, fabricado por la
empresa edibon.Cuya denominacin del equipo es FME-06
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CAPTULO III: MARCO METODOLGICO
3.1. TIPO Y DISEO DE INVESTIGACIN
Investigacin cuasi-experimental: est integrada por un
conjunto de actividades tericas, metdicas y tcnicas que se
realizan para recabar la informacin y datos necesarios sobre
el tema a investigar y el problema a resolver.
3.2. POBLACIN Y MUESTRA
Poblacin: Se realizaran para 2 caudales diferentes (caudales
menores y caudales mayores).
Muestra: Se realizaran 5 pruebas para cada caudal.
3.3. HIPTESIS
Utilizando las formulacin actual se demostrara que el
flujo es laminar para nmeros de Reynolds menores a
2300, utilizando el equipo FME-6.
Aplicando diferentes caudales se determinara
adecuadamente las caractersticas de un flujo laminar.
3.4. OPERACIONALIZACIN
Variables independientes
Uso del equipo osborne Reynolds (FME-6)
Variables dependientes
Variables del equipo de osborne Reynolds
Caudal de entrada
Tiempo
Volumen
Variables del flujo.
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Velocidad
Dimetro de la tubera
Temperatura
viscosidad
3.5. MTODOS, TCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIN DE DATOS
Aplicacin de frmulas actuales para el clculo del
nmero de Reynolds.
Utilizacin del equipo de Osborne Reynolds(FME-069)
3.6. PROCEDIMIENTO PARA LA RECOLECCIN DE DATOS
1. Recoleccin de la informacin.
2. Seleccin de formulacin actual adecuada.
3. Aplicacin de frmulas.
4. Empleo del equipo de osborne Reynolds.
5. Obtencin de resultados.
6. Validacin de los resultados comparando el ensayo.
7. Conclusiones y recomendaciones.
8. Propuestas de investigacin.
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CAPTULO IV: ANLISIS E INTERPRETACIN DE LOS
RESULTADOS
4.1. RESULTADOS EN TABLAS Y GRFICOS.
DATOS
Datos obtenidos en el Equipo de Osborne Reynolds.
Temperatura del Agua: 32 C
Dimetro de la tubera: 10 mm. = 0.01 m.
Viscosidad cinemtica del agua: 0.8340 x 10-6 m2/s
TABLA N1(CAUDAL MENOR)
TABLA N2(CAUDAL MAYOR)
TIEMPO(S) VOLUMEN(MM) TEMPERATURA(C)
CAUDAL 1 31.88 260 32
CAUDAL 1 38.95 310 32
CAUDAL 1 43.12 345 32
CAUDAL 1 46.68 370 32
CAUDAL 1 42.88 342 32
TIEMPO(S) VOLUMEN(MM) TEMPERATURA(C)
CAUDAL 2 28.01 340 32
CAUDAL 2 26.9 330 32
CAUDAL 2 25.62 310 32
CAUDAL 2 28.62 350 32
CAUDAL 2 24.84 298 32
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Antes de exponer los resultados obtenidos, es necesario
describir algunas expresiones matemticas usadas en esta
prctica.
I. Calculamos el rea seccin de tubera
Dnde:
A: rea (m2)
D: Dimetro de tubera (mts).
II. Calculamos el caudal para poder encontrar posteriormente
la velocidad.
Dnde:
Q: Caudal (m3/s)
V: Velocidad (m/s2).
T: Tiempo (s)
A: rea (m2)
III. Teniendo la velocidad aplicamos la frmula del nmero de
Reynolds para determinar si el flujo es laminar y
cumple con el rango de R
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RESULTADOS
Al aplicar las ecuaciones descritas anteriormente, se
obtuvieron los resultados para cada experiencia. Los mismos
se encuentran expuestos en la siguiente tabla.
GRFICOS
En el grafico podemos apreciar que los nmeros de Reynolds
encontrados son menores que 2300 y por lo tanto es un flujo
laminar. GRFICO 1
Ensayo Flujo Observado Volumen (ml) Tiempo (seg) T Caudal (m3/seg) Velocidad (m/s) Reynolds ( Re) Flujo Real verificacion
Flujo Laminar 260.00 31.88 32 0.00000815558 0.1038 1245.08 Flujo Laminar Correcta
Flujo Laminar 310.00 38.95 32 0.00000795892 0.1013 1107.50 Flujo Laminar Correcta
Flujo Laminar 345.00 43.12 32 0.00000800093 0.1019 1113.34 Flujo Laminar Correcta
Flujo Laminar 370.00 46.68 32 0.00000792631 0.1009 1102.96 Flujo Laminar Correcta
Flujo Laminar 342.00 42.88 32 0.00000797575 0.1016 1109.84 Flujo Laminar Correcta
Flujo Laminar 340.00 28.01 32 0.00001213852 0.1546 1689.09 Flujo Laminar Correcta
Flujo Laminar 330.00 26.90 32 0.00001226766 0.1562 1707.06 Flujo Laminar Correcta
Flujo Laminar 310.00 25.62 32 0.00001209992 0.1541 1683.72 Flujo Laminar Correcta
Flujo Laminar 350.00 28.62 32 0.00001222921 0.1557 1701.71 Flujo Laminar Correcta
Flujo Laminar 298.00 24.84 32 0.00001199678 0.1527 1669.37 Flujo Laminar Correcta
CAUDAL 1
CAUDAL 2
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En el grafico podemos apreciar que cuando va aumentando el
caudal lo mismo sucede con el nmero de Reynolds. GRAFICO N2
En el grafico podemos apreciar la relacin directa de la
velocidad con el N de Reynolds. GRAFICO N3
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4.2. DISCUSIN DE RESULTADOS.
Es la autoevaluacin de los procedimientos empleados y
discusin de los posibles alcances y significados de la
investigacin. Se interpreta los resultados obtenidos con
respecto a la informacin encontrada en el marco terico,
antecedentes e implicancias, evitando la especulacin.
Una vez estudiados los Datos obtenidos, se observa que
parmetros como la temperatura, caudal y velocidad son
necesarios para determinar el nmero de Reynolds.
En el grafico 1 se observa que los caudales hallados con el
equipo de Reynolds son menores de 2300 con lo cual queda
demostrado que es un FLUJO LAMINAR y se cumple con el fin de
esta investigacin.
En el grafico 2 que el caudal est relacionado directamente
con el nmero de Reynolds, y podemos apreciar que cuando va
aumentando el caudal lo mismo sucede con el nmero de
Reynolds.
En el grafico 3 describe una relacin directa entre la
velocidad del fluido y el nmero de Reynolds hallados en el
laboratorio debido a que a medida que la velocidad del flujo
aumentaba el Reynolds.
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CAPTULO V: PROPUESTA DE INVESTIGACIN
ECUACIN EXPLCITA PARA EL CLCULO DE FACTORES DE FRICCIN
EN LA ZONA DE TRANSICIN DEL RGIMEN TURBULENTO
La Obtencin de modelos adimensionales para la determinacin
del factor de friccin en el interior de tuberas.
La investigacin consiste de un anlisis de regresin
efectuado entre el factor de friccin, el nmero de Reynolds
y la rugosidad relativa, utilizando para este fin datos
experimentales reportados por diversos autores,
establecindose una comparacin con la ecuacin trascendente
del factor de friccin de Colebrook, el modelo ms exacto
conocido, obtenindose que no existen diferencias
significativas, debido a la alta similitud existente entre
los resultados obtenidos a partir de estos modelos en el
rango estudiado de los parmetros de trabajo, aunque la
divergencia entre los valores experimentales y los obtenidos
por el modelo propuesto es ligeramente menor.
Se ha obtenido un modelo explcito para la estimacin del
factor de friccin de Darcy en la zona de transicin del
rgimen turbulento de mejor ajuste a los datos experimentales
que le dieron origen que el modelo trascendente obtenido por
Colebrook, lo que facilita su aplicacin en los clculos de
Ingeniera y permite alcanzar una mayor precisin en la
determinacin de sus valores numricos y en los que se
deriven a partir del uso de este parmetro en un proceso de
clculo.
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La representacin matemtica del modelo explicito propuesto
para la zona de transicin
Se ha obtenido una ecuacin que permite el clculo del gasto
a partir de los valores de cada de presin, dimetro y
longitud de la tubera utilizando el modelo propuesto.
Dnde:
Siendo vlido para los intervalos de 4000RE 108 y
10-2 e/d10-7
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CAPTULO VI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1. CONCLUSIONES
Se demostr mediante el equipo de Reynolds que para un
flujo laminar tiene rangos menores a 2300.
Se seleccion la ecuacin bsica de Reynolds
para determinar el flujo laminar, cumpliendo el fin de
esta investigacin.
Se evalu los resultados obtenidos cumplindose la
demostracin del flujo laminar con el equipo de
Reynolds, y en la cual pude constatar que su valor
oscila en un rango muy cercano al de su valor terico.
Para las aplicaciones prcticas de flujo en tuberas se
encontr que si el nmero de Reynolds para el flujo es
menor de 2300 este ser laminar.
El nmero de Reynolds aumenta en funcin de la velocidad
del fluido.
6.2. RECOMENDACIONES
Tener muy en cuenta las unidades utilizadas durante la
toma de datos, ya que estas influirn en la obtencin de
resultados
Tomar los datos empricos del ensayo con precisin, ya
que estos pueden tener incidencias en todos los
resultados que sean calculados posteriormente.
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REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS
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UNI -1987.
MECANICA DE FLUIDOS-Robert Mott-Mexico-2006.
HIDRAULICA DE TUBERIAS Y CANALES-Arturo Rocha Felices-
Per-UNI.
MECNICA DE FLUIDOS APLICADA- Robert Mott -Mxico-1996
APUNTES DEL CURSO DE MECNICA DE FLUIDOS 2-Universidad
seor de Sipn- Ing. Guillermo Gustavo Arriola Carraco-
2014 I.
METODOLOGA DE LA INVESTIGACIN- Roberto Hernndez
Sampieri-2006.
ESQUEMA DE INFORME FINAL DE INVESTIGACIN CUANTITATIVA-
USS.
http://www.edibon.com/products/catalogues/es/units/fluid
mechanicsaerodynamics/fluidmechanicsbasic/LIFLUBA.pdf
http://fjartnmusic.com/Personal/6o_Semestre_files/Re.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_de_Reynolds
http://www.construaprende.com/docs/lab/329-practica-
numero-reynolds
http://tesis.uchile.cl/bitstream/handle/2250/111149/cf-
espinosa_cb.pdf?sequence=1
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ANEXOS PANEL FOTOGRAFICO
INSTALACION DEL EQUIPO DE OSBORNE REYNOLDS (FME-06)
CALIBRACIN DE EQUIPO
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MEDICION DE CAUDALES
MEDIDA DE LA TEMPERATURA AL AGUA