TECNOLÓGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE SAN FELIPE DEL PROGRESO
DEPARTAMENTO:
INGENIERÍA QUÍMICA
LABORATORIO INTEGRAL I
DOCENTE:
ING. LUCIA GARCIA GUZMAN
PROYECTO:
EXPERIMENTO DE REYNOLDS
PRESENTA:
JACQUELINE MIGUEL SEGUNDO
GRUPO:
602
SAN FELIPE DEL PROGRESO, ESTADO DE MÉXICO A 03 DE MARZO DE 2016.
INDICE
PORTADA I INDICE ……………..…………………………………………………………………..2 OBJETIVO ……..………………………………………………………………………3 MARCO TEORICO………………………………………………………………….3 -4 MATERIALES Y SUSTANCIAS ..……………………………………………………5 DIAGRAMA DE FLUJO….……………………………………………………………5 DESARROLLO DE LA PRACTICA ……………………………………………….. 6-8 DATOS Y OBSERVACIONES……………………………………………………… .9
CALCULOS Y RESULTADOS ……………………………………………………...10 ANALISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS……………………………11
CUESTIONARIO……………………………………………………………………..11 CONCLUSIONES…………………………………………………………………….12 REFERENCIAS………………………………………………………………………12
INDICE DE FIGURAS
FIGURA 1……………………………………………………… ....……………………3 FIGURA 2………………....……………………………………………………………4
FIGURA 3………………………………………………………………………………6 FIGURA 4………………………………………………………………………………6
FIGURA 5………………………………………………………………………………6 FIGURA 6………………………………………………………………………………7 FIGURA 7…....…………………………………………………………………………7
FIGURA 8………………………………………………………………………………7 FIGURA 9………………………………………………………………………………7 FIGURA 10……………………………………………………………………………..8 FIGURA 11……………………………………………………………………………..8 FIGUIRA 12…………………………………………………………………………….8
FIGURA 13……………………………………………………………………………..8 FIGURA 14……………………………………………………………………………..8
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EXPERIMENTO DE REYNOLDS
OBJETIVO:
Aplicar el número de Reynolds a diferentes flujos identificando el tipo laminar, turbulento o de transición al que pertenecen y comprobar experimentalmente.
MARCO TEÓRICO:
Los fluidos que se mueven por un canal cerrado de cualquier área de corte transversal, se pueden presentar en distintos tipos de flujo, estos pueden verse con frecuencia en un río o en cualquier corriente abierta. Cuando la velocidad del flujo es baja, su desplazamiento es uniforme y terso, sin embargo, cuando la velocidad es bastante alta, se observa una corriente inestable en la que se forman remolinos o pequeños paquetes de partículas de fluido que se mueven en todas direcciones y con gran diversidad de ángulos con respecto a la dirección normal del flujo. Reynolds realizó su experimento utilizando un depósito de agua con un tubo de vidrio conectado horizontalmente. En el extremo del tubo colocó una válvula para regular el caudal. A través de una boquilla de inyección se introduce una corriente muy delgada y uniforme de colorante que se deja fluir de forma paralela al eje del tubo. Se abre la válvula y se deja circular el agua. Cuando la velocidad del fluido es baja, el colorante inyectado forma una sola línea similar a un hilo, que se desplaza en una línea recta a lo largo del tubo. No hay mezcla lateral del fluido (Figura 1). Este patrón corresponde al régimen laminar.
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Al aumentar la velocidad del agua, se observa que al llegar a cierto límite de colorante se dispersa y se ve la formación de remolinos (Figura2).
A través de diversos estudios se ha podido demostrar que la transición del flujo laminar al turbulento en tuberías es una función de la velocidad, la densidad, viscosidad del fluido y el diámetro del tubo. Estas variables se correlacionan en un número adimensional conocido como número de Reynolds, cuya expresión es:
Donde: NRe = Numero de Reynolds D= Diámetro del tubo ρ= Densidad del Fluido
µ= Viscosidad del Fluido v= Velocidad promedio del fluido De 4000 para una tubería circular recta, el flujo es siempre laminar. Cuando el valor es superior a 10000, el flujo será turbulento. Para valores de números de Reynolds intermedios se tiene una región de transición donde puede haber aparición de remolinos. Es por ello que el valor que realmente tiene importancia practica es 4000 que indica el valor máximo del número de Reynolds para tener flujo laminar.
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MATERIALES Y SUSTANCIAS: MATERIALES:
Jeringa de 3ml
Franela
SUSTANCIAS:
Solución indicadora de azul de metileno
Agua destilada
EQUIPO:
Equipo de flujo de fluido
DIAGRAMA DE FLUJO
EXPERIMENTO DE REYNOLDS
Verificar que el equipo esté listo para ser usado, alienando las tuberías de tal forma que el fluido circule por la tubería transparente de una o 3/4 de in.
Identificar el equipo de flujo de fluidos, el tablero de control, los botones de encendido, el rotámetro, el tanque de almacenamiento, tubos transparentes para el experimento de Reynolds, etc.
Con la jeringa inyectar 1ml de solución de azul de metileno y demostrar el comportamiento del indicador en la tubería la veracidad de los resultados.
Calcular el caudal al cual se puede obtener los diferentes tipos de flujos, presionar el botón de encendido del equipo y ajustar el rotámetro al flujo.
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Abrir la válvula de entrada del rotámetro y trabajar la experimentación con el rotámetro de 30 a 300 l/h.
DESARROLLO DE LA PRÁCTICA 1.- Identificar el equipo de flujo de fluidos, el tablero de control, los botones de
encendido, el rotámetro, el tanque de almacenamiento, tubos transparentes para el experimento de Reynolds, etc.
2.- Verificar que el equipo esté listo para ser usado, alienando las tuberías de tal forma que el fluido circule por la tubería transparente de una o 3/4 de in.
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3.- Abrir la válvula de entrada del rotámetro y trabajar la experimentación con el rotámetro de 30 a 300 l/h.
4.- Calcular el caudal al cual se puede obtener los diferentes tipos de flujos, presionar el botón de encendido del equipo y ajustar el rotámetro al flujo.
5.- Con la jeringa inyectar 1ml de solución de azul de metileno y demostrar el comportamiento del indicador en la tubería la veracidad de los resultados.
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DATOS Y OBSERVACIONES
Como se puede observar en dicha práctica al inyectar el azul de metileno al equipo de fluidos se pudo observar que al momento de inyectar y hasta terminar tenemos un flujo turbulento ya que se puede observar que al inyectarlo se dispersa y se ve la deformación de remolinos. Hasta que llega al final del tubo de Reynolds se puede apreciar que tenemos un flujo laminar ya que es contante su fluido. Obteniendo los datos que tarda en recorrer el tubo de Reynolds de:
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CÁLCULOS Y RESULTADOS DE LA PRACTICA
Registrar los datos experimentales obtenidos y realizar los cálculos correspondientes; si requiere puede utilizar los datos de la siguiente tabla.
Obtener las perdidas por fricción en la tubería, la potencia requerida de la bomba.
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ANÁLISIS ES INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
CUESTIONARIO
1.- ¿Qué indica el número de Reynolds?
2.- ¿Qué parámetros son necesarios para determinar el flujo laminar y turbulento?
3.- ¿En qué tipo de procesos podemos ver reflejado el experimento de Reynolds?
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CONCLUSIONES
En dicha práctica pudimos aplicar el número de Reynolds a diferentes flujos trabajando con azul de metileno, así mismo identificando su flujo ya sea laminar, turbulento o de transición al que pertenecían. Se pudo observar que trabajando con el tubo de Reynolds en las distintas pruebes se deduce que estamos trabajando con un flujo turbulento ya que se observa cómo se dispersan y se deforman los remolinos, no tenemos un flujo laminar hasta que se llega al final del tubo. Por tal motivo deducimos que para inyectar el azul de metileno o distintas sustancias por lo regular se obtiene un flujo turbulento.
REFERENCIAS
Foust S. Alan. Principios de Operaciones Unitarias, CECSA, México 2004.
Geankoplis, C.J., Procesos de Trasporte y Operaciones Unitarias,
CECSA, México, 1998.
Welty, J.R., C.E. Wicks & R. E. Wilson, Fundamentos de Transferencia de Momento, Calor y Masa, LIMUSA S.A., México, 1998
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