Flujo laminar y Turbulento

1. Instituto Tecnológico De Mexicali
Ing. Química
Laboratorio Integral I
Tema:
Practica 2: Flujo Laminar y Turbulento
Alumno:
Baltazar Armenta Delly
Numero de control:
11490182
Nombre del maestro:
Norman Edilberto Rivera Pazos

2. Introducción
El propósito de realizar esta práctica, es observar con detenimiento cómo se comporta un flujo laminar y un flujo turbulento, para eso debemos analizarlo, y encontrar la manera de que esto se lleve a cabo.
Ya que es una práctica sencilla, solamente explicare el tipo de flujos y a que se deben cada uno de ellos, de igual manera el procedimiento que se siguió para llevar a cabo la práctica, y algunas imágenes, mostrando el comportamiento de cada uno de ellos.
Marco Teórico
Flujo Laminar
Las partículas se desplazan siguiendo trayectorias paralelas, formando así en conjunto capas o láminas de ahí su nombre, el fluido se mueve sin que haya mezcla significativa de partículas de fluido vecinas. Este flujo se rige por la ley que relaciona la tensión cortante con la velocidad de deformación angular.
La viscosidad del fluido es la magnitud física predominante y su acción amortigua cualquier tendencia a ser turbulento.
Existen tres parámetros físicos que describen las condiciones de flujo, estos son:
o Escala de longitud del campo de flujo. Si es bastante grande, una perturbación del flujo podría aumentar y el flujo podría volverse turbulento.
o Escala de velocidad. Si es bastante grande podría ser turbulento el flujo.
o Viscosidad cinemática. Si es pequeña el flujo puede ser turbulento.
Los parámetros se combinan en un parámetro llamado número de Reynolds
Re= (V*D)/Ʋ
Reynolds= (Velocidad * Diámetro) / Viscosidad cinemática
El límite superior para el régimen de flujo laminar, viene dado por el número de Reynolds con un valor de 2000.

3. Flujo Turbulento
En el flujo turbulento las partículas se mueven en trayectorias irregulares, que no son suaves ni fijas. El flujo es turbulento si las fuerzas viscosas son débiles en relación con las fuerzas inerciales.
La turbulencia según la definición de Taylor y von Kármán, puede producirse por el paso del fluido sobre superficies de frontera, o por el flujo de capas de fluido, a diferentes velocidades que se mueven una encima de la otra. La turbulencia puede originarse por la presencia de paredes en contacto con el fluido o por la existencia de capas que se muevan a diferentes velocidades. Además, un flujo turbulento puede desarrollarse bien sea en un conducto liso o en un conducto rugoso.
Reynolds (R) > 4000 el flujo será turbulento.
Objetivo
Identificar un flujo turbulento y un flujo laminar utilizando tinta china para poder tener una imagen clara de ellos.

4. Material y Equipo
o Tinta
o Mangueras
o Válvula
o Botella
o Agua
o Probeta de 1000 ml
o Jeringa
Procedimiento
1. Cortar la botella del fondo y buscar una manguera que se ajuste al orificio principal de la botella (chico)
2. Buscar una válvula que se ajuste a la manguera
3. Colocar la botella al grifo de la llave (el orificio grande), y sujetar la manguera al orificio pequeño de la botella.
4. Colocar la válvula al final de la manguera.
5. Abrir el grifo cierta distancia y dejar correr el agua, esta caerá en la probeta hasta que llegue a los 1000 ml
6. Mientras el agua corre, inyectar tinta al inicio de la manguera para poder observar el flujo laminar, y contar el tiempo en que tardo en llenar la probeta a los 1000 ml.
7. Repetir los pasos del 1 al 6, solo que en este caso se abrirá completamente el grifo, se inyectara la tinta al inicio de la manguera y se contara el tiempo en que tardo en llenar la probeta a los 1000 ml.
Cálculos y Resultados
Después de hacer dos pruebas para determinar si el flujo era laminar y turbulento, obtuvimos estos resultados:
Pruebat (s)D (m)V (m/s)visc. Cinem. (m2/s)Re 18.880.007400.26180.0000008602252.697674419Flujo en transicion2156.450.000741.4860.0000008601278.651162791Flujo laminar

5. Conclusión
Después de hacer dos pruebas para determinar un flujo laminar y uno turbulento, no obtuvimos los resultados deseados, ya que conseguimos obtener un flujo laminar, pero en la otra prueba no obtuvimos un flujo turbulento, si no que nos resultó uno en transición, por lo que decidimos hacer la prueba con otro instrumento, esta vez utilizaremos la jeringa y la tinta solamente para tratar de conseguir los resultados deseados.
Esto no se incluye en este reporte de práctica, ya que decidimos reportarlo como una practica 3.
Referencias
http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/conceptosbasicosmfluidos/flujolaminar/flujolaminar.html
http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/conceptosbasicosmfluidos/flujotturbulento/flujoturbulento.html