Reporte Reynolds[1]
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  • 1. INSTITUTO TECNOLOGICO DE MEXICALI<br />ITM<br />Ingeniería Química Ambiental<br />Laboratorio Integral I<br />Reporte<br />Practica:<br />Numero de Reynolds<br />Alumnos:<br />Adams Arteche Paulina.<br />Estrada Torres Michel Alfredo.<br />Herrera Torres Ana Karen.<br />Profesor:<br />Rivera Pasos Norman Edilberto<br />Viernes 12 de Febrero del 2010 <br />Índice <br />Índice………………………………………………………………………………………...2<br />Objetivos…………………………………………………………………………….............3<br />Motivación…………………………………………………………………………………..3 <br />Fundamento Teórico………………………………………………….……………………..3 <br />Descripción del Equipo………………………………………………….………………......4 <br />Diseño de la Practica…………………………………………………….…………………..5<br />Analisis y Mediciones Estadisticas……………………………………………………7<br />Objetivos Comprobados………………………………………………………………9<br />Objetivos:<br />Determinar una ecuación que determine el número de Reynolds, que involucre Velocidad, diámetro, viscosidad cinemática y Flujo volumétrico.<br />Obtener mediante la medición de las variables anteriores números de Reynolds.<br />Definir flujos tales que permitan diferenciar Flujos turbulentos o laminares a partir del numero de Reynolds.<br />Fundamento teórico<br />El número de Reynolds es un número adimensional utilizado en mecánica de fluidos, diseño de reactores y fenómenos de transporte para caracterizar el movimiento de un fluido.<br />Como todo número adimensional es un cociente, una comparación. En este caso es la relación entre los términos convectivos y los términos viscosos de las ecuaciones de Navier-Stokes que gobiernan el movimiento de los fluidos.<br />Además el número de Reynolds permite predecir el carácter turbulento o laminar en ciertos casos. Así por ejemplo en conductos si el número de Reynolds es menor de 2000 el flujo será laminar y si es mayor de 4000 el flujo será turbulento. El mecanismo y muchas de las razones por las cuales un flujo es laminar o turbulento es todavía hoy objeto de especulación.<br />Según otros autores:<br />Para valores de el flujo se mantiene estacionario y se comporta como si estuviera formado por làminas delgadas, que interactúan sólo en base a esfuerzos tangenciales, por eso a este flujo se le llama flujo laminar. El colorante introducido en el flujo se mueve siguiendo una delgada linea paralela a las paredes del tubo.<br />Para valores de la lìnea del colorante pierde estabilidad formando pequeñas ondulaciones variables en el tiempo, manteniéndose sin embargo delgada. Este régimen se denomina de transición.<br />Para valores de , después de un pequeño tramo inicial con oscilaciones variables, el colorante tiende a difundirse en todo el flujo. Este régimen es llamado turbulento, es decir caracterizado por un movimiento desordenado, no estacionario y tridimensional.<br />Este número recibe su nombre en honor de Osborne Reynolds (1842-1912), quien lo describió en 1883. Viene dado por siguiente fórmula:<br />o<br />Donde:<br />ρ: densidad del fluido<br />vs: velocidad característica del fluido<br />D: Diámetro de la tubería a través de la cual circula el fluido o longitud característica del sistema<br />μ: viscosidad dinámica del fluido<br />ν: viscosidad cinemática del fluido<br />Descripción del equipo:<br />El equipo que usaremos es muy simple, y consiste en una mesa hidrodinámica, de la<br />Cual en esta ocasión no usaremos más que una sección de tubo de cobre de 1m de largo,<br />el cual actuara como el ducto por el que fluirá el líquido, en este caso es agua destilada.<br />Esta mesa tiene un termómetro que registrara la temperatura a la que se haya el líquido,<br />con un equipo de censores que permiten e registro del flujo volumétrico y las diferentes<br />Presiones por las que fluye un líquido a través de un circuito serrado del tubo y unas<br />Mangueras de látex.<br />A través de una llave que se ajusta manualmente, manipulamos los flujos y estos<br />Aparecen en una pantalla inmediatamente a la derecha de las válvulas de presión.<br />El tubo en cuestión ya tiene valores definidos en la instalación de la mesa, los cuales<br />son:<br /> Diámetro interior: 29 mm y 17 mm<br /> Largo: 1m<br />Diseño de la Práctica<br />Variables y parámetros<br />Las variables o parámetros que utilizaremos o buscaremos en este caso son:<br />Temperatura.<br />Flujos volumétricos.<br />Viscocidad cinematica (obtenida delas tablas)<br />Se prepara el líquido, en este caso agua destilada, y se introduce en el depósito que suministrara a la mesa hidrodinámica durante todo el experimento.<br />Después se pasa a conectar los tubos de látex en las entradas del tubo de cobre y estas se conectan a otro tubo de igual magnitud para cerrar el circuito.<br />Abrimos la válvula del tubo inmediato inferior para que permita el flujo antes de encender la mesa hidrodinámica.<br />Encendemos la maquina manualmente.<br />Abrimos la llave de paso y tomamos la lectura en la pantalla inmediata a la derecha de las válvulas de presión.<br />Ajustamos la llave de paso unos cuantos grados y tomamos 10 lecturas diferentes y se registran en una tabla de datos de Excel.<br />La siguiente es la deducción de la ecuación de Reynolds en base a una viscosidad<br />Cinemática.<br />Análisis de Mediciones y Estadísticas.<br />Obtenemos la siguiente tabla y grafica. Para tubería de diámetro de 29mm<br />Temperatura(°c)Viscosidad Cinemática (m2/s)Diámetro(m)Q (m3/s) x10^-4N° de Reynolds.181.098x10^-6.0293.6 x10^-4.5450181.098x10^-6.0293.216 x10^-4.4869181.098x10^-6.0292.86 x10^-4.4330181.098x10^-6.0292.566 x10^-4.3884181.098x10^-6.0292.25 x10^-4.3406181.098x10^-6.0291.916 x10^-4.2900181.098x10^-6.0291.6 x10^-4.2422181.098x10^-6.0291.266 x10^-4.1916181.098x10^-6.0299 x10^-5.1362181.098x10^-6.0296.166 x10^-5.0933<br />Grafica y tabla para el tubo de diámetro interior de 17mm.<br />Temperatura(°c)Viscosidad Cinemática (m2/s)Diámetro(m)Q (m3/s) x10^-4N° de Reynolds.181.085x10^-6.0173.533 x10^-424370.03181.085x10^-6.0173.233 x10^-422319.64181.085x10^-6.0172.926 x10^-420131.2181.085x10^-6.0172.55 x10^-417604.4181.085x10^-6.0172.2 x10^-415188.1181.085x10^-6.0171.916 x10^-413227.5181.085x10^-6.0171.6 x10^-411045.9181.085x10^-6.0171.233 x10^-48512.25181.085x10^-6.0179.166 x10^-56327.93181.085x10^-6.0175.83 x10^-54024.85<br />Referencias <br />Fuentes de información:<br />http://es.wikipedia.org/wiki/Viscos%C3%ADmetro<br />www.unet.edu.ve/~rarevalo/Documentos/VISCOSIDAD.doc<br />Conclusiones:<br />Michel Alfredo Estrada Torres<br />En base a esta práctica pudimos calcular y determinar que el número de Reynolds es fundamental para caracterizar la naturaleza del flujo y así poder calcular la cantidad de energía perdida debido a la fricción en el sistema. Se observo que el comportamiento del fluido va depender de la cantidad de flujo que estemos utilizando ya que entre mayor sea mayor es su número de Reynolds.<br />Herrera Torres Ana Karen<br />Pudimos observar como se obtiene el número de Reynolds y como varia según su flujo y la tubería a utilizar. Como se observo en las graficas entre mas pequeño sea el diámetro interno de la tubería a utilizar tendremos un mayor numero de Reynolds por lo tanto, <br />Paulina Adams Arteche<br />Comprobamos primeramente que el numero de Reynolds es medible experimentalmente, también que con el podemos saber con precisión que tipo de flujo tenemos laminar, en transición o turbulento, claro que entre mas pequeña sea el área transversal de la tubería mas grande es el numero de Reynolds y por lo tanto el flujo se vuelve turbulento. los mas importante es que después de obtener el numero de Reynolds analíticamente aprendimos a obtenerlo físicamente ósea experimentalmente y eso nos da una perspectiva diferente de la teoría comparada con la practica.<br />