Experiencia de Reynolds

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil 2015 II

Curso:

MECÁNICA DE FLUIDOS

Tema:

“EXPERIENCIA DE REYNOLDS”

Profesor:

Ing. Ramírez González

 Alumno:

Huamán Vara David.

Grupo:

01

Subgrupo:

SS8

Fecha de ejecución:

19/09/2015

Fecha de entrega:

26/09/2015

INDICE

1)

INTRODUCCIÓN

2)

OBJETIVOS

3)

MARCO TEORICO

4)

EQUIPO UTILIZADO

5)

PROCEDIMIENTO

6)

CALCULOS

7)

GRAFICOS

8)

CONCLUSIONES

9)

RECOMENDACIONES

10) BIBLIOGRAFIA

1. INTRODUCCIÓN El número de Reynolds relaciona las fuerzas de inercia respecto a las fuerzas viscosas determinando si el flujo es laminar o turbulento según su valor. Se podrá observar en el experimento el tipo de flujo. Este informe ayudara a comprender este curso de mecánica de fluidos para este curso de agua que tiene un importante importante valor para los cursos de agua agua que son posteriores.

2. OBJETIVOS

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Reproducir la experiencia de Reynolds.

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Establecer los tres tipos de flujo definidos por Reynolds en una tubería transparente.



Graficar la caída de presión en la tubería Δh vs el número de

Reynolds.

3. MARCO TEÓRICO 3.1 NUMERO DE REYNOLDS

El número de Reynolds (Re) es un parámetro adimensional cuyo valor indica si el flujo sigue un modelo laminar o turbulento. El número de Reynolds depende de la velocidad del fluido, del diámetro de tubería, o diámetro equivalente si la conducción no es circular, y de la viscosidad cinemática o en su defecto densidad y viscosidad dinámica. En una tubería circular se considera: • Re < 2300 El flujo sigue un comportamiento laminar. laminar. • 2300 < Re < 4000 Zona de transición de laminar a turbulento. • Re > 4000 El fluido f luido es turbulento. 3.2 FLUJO LAMINAR

Es uno de los dos tipos principales de flujo en fluido. en  fluido.   Se llama flujo laminar o corriente laminar, al movimiento de un fluido cuando éste es ordenado, estratificado, suave. En un flujo laminar el fluido se mueve en láminas paralelas sin entremezclarse y cada partícula cada  partícula de fluido sigue una trayectoria suave, llamada línea de corriente. En flujos laminares el mecanismo de transporte lateral es exclusivamente molecular. Se puede presentar en las duchas eléctricas vemos que tienen líneas paralelas

3.3 FLUJO TURBULENTO En el flujo turbulento las partículas fluidas se mueven de forma desordenada en todas las direcciones. Es imposible conocer la trayectoria de una partícula individualmente. individualmente. La tensión cortante en el flujo turbulento puede expresarse así:  = (µ + )

 

Donde n(eta) = un factor que depende de la densidad del fluido y de las características del movimiento. El primer término entre paréntesis (µ) representa los efectos debidos a la viscosidad, y el segundo (n) tiene en cuenta los efectos debidos a la turbulencia.

4. APARATOS Y EQUIPOS UTILIZADOS

-

Tanque de paredes y tubo transparente colorante Recipiente para medir volumen Cronometro wincha Termómetro

5. PROCEDIMIENTO 





Primero cerrar el caño para que fluya poco agua y medir la diferencia de altura y luego con el cronometro medir 10 segundo pero al mismo tiempo se pone la jarra y sincronizar bien las dos personas y luego ver cuál es el volumen. Hacer esto por 5 veces según el profesor lo indique, en las siguientes veces se va abriendo el caño para que cada vez fluya más. También apuntar apuntar las descripciones descripciones de la tinta tinta para cada experimento.

Descripciones: Experiemnto1: Se observa la tinta en que forma una línea eso indica que es flujo laminar.

Experiemnto2: Se observa la tinta en que forma una línea eso indica que es flujo laminar y una parte se observa observa como ondas el agua agua y luego se pone en línea en transición.

Experiemnto3: Se observa la tinta que el flujo en transición. Experiemnto4: Se observa la tinta en que forma una línea eso indica que es flujo laminar y una parte turbulento. observa que es flujo turbulento. Experiemnto5: Se observa

6. CÁLCULOS REALIZADOS

temperatura= ensayo n01

20.6

Δh= 2 mm

diámetro= 2 mm tiempo= 10 s volumen= 180 ml ensayo n02 Δh= 5 mm diámetro= 2 mm tiempo= 10 s volumen= 290 ml ensayo n03 Δh= 15 mm diámetro= 2 mm tiempo= 10 s volumen= 410 ml ensayo n04 Δh= 61 mm diámetro= 2 mm tiempo= 10 s volumen= 880 ml ensayo n05 Δh= 158 mm diámetro= 2 mm tiempo= 10 s volumen= 1500 ml

caudal= v/t

velocidad= caudal/A A(m2)= 0.0001131 D(mm)= 0.012

Δh

ensayo 1 2 3 4 5

(mm) 2 5 15 61 158

t(s) 10 10 10 10 10

R= (Velocidad*D)/ʋ ʋ=  9.955*10-7

volumen (g) caudal(m3/s) velocidad(m/s) R 180.00 0.000018 0.1592 1919.036 290.00 0.000029 0.2564 3090.708 410.00 0.000041 0.3625 4369.663 880.00 0.000088 0.7781 9379.407 1500.00 0.000150 1.3263 15987.544

7. GRÁFICOS Δh

(mm) 2 5 15 61 158

R 1919.036 3090.708 4369.663 9379.407 15987.544

PERDIDA vs R y = 5E-07x2 + 0.0026x 0.0026x - 5.9242 5.9242 R² = 0.9997

180 160 140 120 100

R

80

Poly. (R)

60 40 20 0 0

5000

10000

15000

20000

COMENTARIO: la línea de tendencia es polinomica porque el R² se acerca más al 1 y eso indica que es la mejor línea de tendencia.

8. CONCLUSIONES

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Se observa en el grafico que cuando aumento la perdida también aumenta en número de Reynolds. R eynolds.

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Se observa que para cada ves que se estrangula el flujo cambia según el número de Reynolds en el primer primer experimento el R=1919.036 y se se observa que el flujo es laminar. l aminar.

9. RECOMENDACIONES

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Se debería buscar otra forma más exacta de calcular el caudal, porque al medir el volumen con cronometro y el envase se pueden cometer muchos errores por ejemplo que de demore en leer el cronometro, la coordinación entre los dos representantes, la lectura del volumen que es a juicio de una persona.



En la medida del AGUA, también pueden ocurrir errores en medidas ya que es a ojo humano por que se observa como una superficie circular.

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Se debe poner un equipo robotizado para que se obtenga más exacto los datos y también ver un medidor para que mida la variación de altura.

  10. BIBLIOGRAFÍA

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  

separata de mecanica de fluidos fluidos de la universidad ricardo ricardo palma . yunus a. çensel. mecánica de fluidos, fundamentos y aplicaciones. mc graw hill.ny. 2007. shames i. mecánica de fluidos.mcgraw hill. 4ª ed. 2004. pág, 316 y ss. white. mecánica de fluidos. mcgraw hill. ed. 2002. material de referencia, guía de laboratorio 2015-1 urp