Procedimientos para la planificación en los Centros Educativos tipo V ( multi...
Practica 2
1. INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MEXICALI
Castañeda Valenzuela Elizabeth
González Castañeda Jesús
Martínez Mendoza Neira Mareli
Melgoza González Diana Alejandra
Salcido Sánchez José Luis
Sandoval Medina Eduardo
Integrantes
Laboratorio Integral I
Materia
Determinación del número de Reynolds
Práctica 2
Norman Rivera Pazos
Maestro
Mexicali Baja California, 19 de febrero de 2014
2. Práctica 2.- Número de Reynolds
INTRODUCCION:
El número de Reynolds es quizá uno de los números a dimensionales más utilizados. La importancia
radica en que nos habla del régimen con que fluye un fluido, lo que es fundamental para el estudio del
mismo.
Si bien la operación unitaria estudiada no resulta particularmente atractiva, el estudio del número de
Reynolds y con ello la forma en que fluye un fluido es sumamente importante tanto a nivel experimental,
como a nivel industrial. A lo largo de esta práctica se estudia el número de Reynolds, Así como los
efectos de la velocidad en el régimen de flujo. Los resultados obtenidos no solamente son satisfactorios,
sino que denotan una hábil metodóloga experimental.
OBJETIVO
Observar y determinar la diferencia entre flujo laminar, transición y turbulento, identificar con certeza las
características del flujo.
MARCO TEÓRICO
Reynolds (1874) estudió las características de flujo de los fluidos inyectando un trazador dentro de un
líquido que fluía por una tubería. A velocidades bajas del líquido, el trazador se mueve linealmente en la
dirección axial. Sin embargo a mayores velocidades, las líneas del flujo del fluido se desorganizan y el
trazador se dispersa rápidamente después de su inyección en el líquido. El flujo lineal se denomina
Laminar y el flujo errático obtenido a mayores velocidades del líquido se denomina Turbulento
Las características que condicionan el flujo laminar dependen de las propiedades del líquido y de las
dimensiones del flujo. Conforme aumenta el flujo másico aumenta las fuerzas del momento o inercia, las
cuales son contrarrestadas por la por la fricción o fuerzas viscosas dentro del líquido que fluye. Cuando
estas fuerzas opuestas alcanzan un cierto equilibrio se producen cambios en las características del flujo.
En base a los experimentos realizados por Reynolds en 1874 se concluyó que las fuerzas del momento
son función de la densidad, del diámetro de la tubería y de la velocidad media. Además, la fricción o
fuerza viscosa depende de la viscosidad del líquido. Según dicho análisis, el Número de Reynolds se
definió como la relación existente entre las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas (o de rozamiento).
3. Este número es adimensional y puede utilizarse para definir las características del flujo dentro de una
tubería.
El número de Reynolds proporciona una indicación de la pérdida de energía causada por efectos
viscosos. Observando la ecuación anterior, cuando las fuerzas viscosas tienen un efecto dominante en la
pérdida de energía, el número de Reynolds es pequeño y el flujo se encuentra en el régimen laminar. Si
el Número de Reynolds es 2100 o menor el flujo será laminar. Un número de Reynold mayor de 10 000
indican que las fuerzas viscosas influyen poco en la pérdida de energía y el flujo es turbulento.
FLUJO LAMINAR.
A valores bajos de flujo másico, cuando el flujo del líquido dentro de la tubería es laminar, se utiliza la
ecuación demostrada en clase para calcular el perfil de velocidad (Ecuación de velocidad en función del
radio). Estos cálculos revelan que el perfil de velocidad es parabólico y que la velocidad media del fluido
es aproximadamente 0,5 veces la velocidad máxima existente en el centro de la conducción
FLUJO TURBULENTO
Cuando el flujo másico en una tubería aumenta hasta valores del número de Reynolds superiores a
2100 el flujo dentro de la tubería se vuelve errático y se produce la mezcla transversal del líquido. La
intensidad de dicha mezcla aumenta conforme aumenta el número de Reynolds desde 4000 hasta 10
000. A valores superiores del Número de Reynolds la turbulencia está totalmente desarrollada, de tal
manera que el perfil de velocidad es prácticamente plano, siendo la velocidad media del flujo
aproximadamente 0.8 veces la velocidad máxima.
MATERIAL:
Bazo de precipitado de 250ml
Una manguera de 0.5 cm de diámetro interno
Tinta color azul
Cronometro
4. PROCEDIMIENTO DE FLUJO LAMINAR:
1.- se ínstalo la manguera en la tubería del agua que nos abastecerá de agua
2.- se coloco el vaso de precipitado de 250 ml dentro del lavamanos
3.- se lleno el Vaso de precipitado a 200 ml tomando el tiempo de llenado a un flujo constante de agua
para determinar la velocidad del flujo volumétrico
4.- se observo cuando el agua empieza a desbordar del vaso percatándonos visualmente que el agua
caía finamente, a esto lo llamamos flujo laminar.
5. PROCEDIMIENTO DE FLUJO TURBULENTO:
1.- se ínstalo la manguera en la tubería del agua que nos abastecerá de agua
2.- se coloco el vaso de precipitado de 250 ml dentro del lavamanos
3.- se lleno el Vaso de precipitado a 200 ml tomando el tiempo de llenado a un flujo constante de agua
para determinar la velocidad del flujo volumétrico
4.- se observo cuando el agua empieza a desbordar del vaso percatándonos visualmente que el agua
cae abruptamente, a esto lo llamamos flujo turbulento.
7. Datos:
Temp= 20°C
Tiempo= 3.47 seg
Vol= 200 ml
Densidad= 998.29 kg/m3
Diametro= 0.5 cm = 0.005m
Viscosidad= 1.005x10-3 kg/m.s
FLUJO TURBULENTO
8. CONCLUSION
En la práctica observamos lo que diferencia al flujo laminar del flujo turbulento, tomando una tubería con
un diámetro específico por donde pasa el fluido a cierta velocidad para el flujo laminar y a otra velocidad
para el flujo turbulento. La densidad y viscosidad es la misma, a la misma temperatura en las dos
pruebas, comprobando con el método de Reynolds cada flujo en las pruebas, para el flujo laminar
obtuvimos en los resultados un valor de 1634.42 y para el flujo turbulento un valor de 14601.853, como
podemos observar tanto en las imágenes como en los resultados los valores fueron favorables a los
esperados.
