Fluidos Laboratorio No 6 Numero de Reynols

MECÁNICA DE FLUIDOS

JORGE ALEJANDRO ALEJANDRO CASTILLA TRILLOS 111 1112714 2714 DAVIANA RAMIREZ CABALLERO 1112035 111 2035 LAURA CORREA 1112042 111 2042 CAMILO ANDRÉS GOMEZ LAZARO 1650351 BRAYAN BRAYAN EREZ ERE Z 1112220

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE AULA SANTANDER FACULTAD FACULTAD DE INGENIER!AS INGENIER!A CIVIL SAN JOSÉ DE C"CUTA 2015

INFORME DE LABORATORIO LABORATORIO DE MEC#NICA DE FLUIDOS $N"MERO DE REYNOLDS%

JORGE ALEJANDRO ALEJANDRO CASTILLA TRILLOS 111 1112714 2714 DAVIANA RAMIREZ CABALLERO 1112035 111 2035 LAURA CORREA 1112042 111 2042 CAMILO ANDRÉS GOMEZ LAZARO 1650351 BRAYAN BRAYAN EREZ ERE Z 1112220

&'() CLAUDIA A ATRICIA C*AUSTRE I+,) CIVIL

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE AULA SANTANDER FACULTAD FACULTAD DE INGENIER!AS INGENIER!A CIVIL SAN JOSÉ DE C"CUTA 2015

CONTENIDO

 INTRODUCCION 1. OBJETIVOS 2. BASE TEORICA

3. INSTRUMENTOS UTILIZADOS 4. PROCEDIMIENTO

5. EVALUACION 6.

ANALISIS DE RESULTADOS

 CONCLUSIONES  RECOMENDACIONES  BIBLIOGRAFIA

INTRODUCCI-N

El es!"#$s$ Re%&$l"s' es!"#( l)s *)+)*e+,s#*)s "e -l!$ "e l$s -l!#"$s #&%e*)&"$ !& +)/)"$+ "e&+$ "e !& l,0!#"$ 0!e -l!,) $+ !&) !e+,). A el$*#")"es ))s "el -l!#"$' se e 0!e el $##e&$ #e&e !& *)+*e+ l)#&)+. S#& e)+$ *!)&"$ 7)% )%$+es el$*#")"es' el-l!$ "el -l!#"$ se "es$+)&#/)& $e&#e&"$ )s, !& -l!$ !+!le&$. P)+) e"#+ el )+e+$ !s)$s el &8e+$ "e Re%&$l"s' el *!)l es !& &8e+$ ) "#e&s#$&)l 0!e se !#l#/) )+) "e-#&#+ l)s *)+)*e+,s#*)s "el -l!$ "e&+$ "e !&) !e+,). T)#9& &$s ") !&) #&"#*)*#(& "e l) 9+"#") "e e&e+,) *)!s)") $+ e-e*$s #s*$s$s .El &8e+$ "e Re%&$l"s es e0!e:$ % el -l!$ se e&*!e&+) e& el +9#e& l)#&)+. S# el N8e+$ "e Re%&$l"s es 21;; $ e&$+ el -l!$ se+ l)#&)+. U& &8e+$ "e Re%&$l"s )%$+ "e 1; ;;; #&"#*)& 0!el)s -!e+/)s #s*$s)s #&-l!%e& $*$ e& l) 9+"#") "e e&e+,) % el -l!$ es !+!le&$.

1) OBJETIVOS

1)1 O./' G+&

Rel)*#$&)+ l) el$*#")" % l)s +$#e")"es -,s#*)s "e !& -l!#"$' )s, *$$ l) e$e+,) "el "!*$ $+ el 0!e -l!%e *$& l$s "#e+s$s )+$&es "e -l!$.

1)2 O./' E89(8'  C$&$*e+ l)s "#-e+e&*#)s e&+e l$s "#s#&$s #$s "e -l!$s.  C)l*!l)+ el N8e+$ "e Re%&$l"s )+) -l!$ l)#&)+ % !+!le&$.  E&e&"e+ el !s$ % !#l#")" "el N!e+$ "e Re%&$l"s

2) BASE TEORICA El *$$+)#e&$ "e !& -l!#"$' )+#*!l)+e&e *$& +ese*$ ) l)s 9+"#")s "e e&e+,)' "ee&"e -!&")e&)le&e "el #$ "e -l!$'
e>e+#e&)le&e 0!e el *)+*e+ "e -l!$ e& !& *$&"!*$ +e"$&"$ "ee&"e "e 4 )+#)les? l) "e&s#")" <@= % l) #s*$s#")" "el -l!#"$ <=' el "#e+$ "el *$&"!*$
D$&"e? Re  N8e+$ "e Re%&$l"s D  D#e+$ "el "!*$ L v  Vel$*#")" +$e"#$ "el l,0!#"$  ρ  De&s#")" "el l,0!#"$ µ  V#s*$s#")" "el l,0!#"$

C!)&"$ el "!*$ es !&) !e+,)' D es el "#e+$ #&e+&$ "e l) !e+,). C!)&"$ &$ se +)) "e !& "!*$ *#+*!l)+' se ele) el "#e+$ e0!#)le&e < De= "e-#&#"$ *$$?

Ge&e+)le&e *!)&"$ el &8e+$ "e Re%&$l"s se e&*!e&+) $+ "e)$ "e 21;; se s)e 0!e el -l!$ es l)#&)+' el #&e+)l$ e&+e 21;; % 4;;; se *$&s#"e+) *$$ -l!$ "e +)&s#*#(& % )+) )l$+es )%$+es "e 4;;; se *$&s#"e+) *$$ -l!$ !+!le&$. Ese +!$ )"#e&s#$&)l es !&$ "e l$s )+e+$s s !#l#/)"$s e& l$s "#e+s$s *)$s "e l) I&e&#e+,) e& l$s 0!e se +ese&)& -l!#"$s e& $##e&$.

3) INSTRUMENTOS UTILIZADOS  B)&*$ "e +!e) ))+)$ M 15;'1 )+) el es!"#$ "e l) -+#**#(&.  C+$&$e+$

 Re*##e&e +)"!)"$

4) ROCEDIMIENTO 4)1 I::+8;+ < +=' 8'+ 8'&&+ :+&  C$&e*e el )&(e+$ "e )!) <4= ) l$s "$s e)les "e e"#*#(& "e +es#(& <3 12=.  A+) l) l!l) "e *#e++e "e l) s)l#") <2=. C#e++) l) l!l)
4)2)

   

I::+8;+ < +=' 8'+ 8'&&+ >&.>+

P)+) ese e&s)%$ &$ se !#l#/) el "e(s#$ e+#*)l. E& *)s$ "e *$++#e&e !+!le&) se +e0!#e+e !&) )%$+ el$*#")" "e -l!$. P$+ es$' el )!) se 7)*e e&+)+ "#+e*)e&e "es"e el M 15; $ "es"e l) +e" "e s!#&#s+$ "e )!) +$#) "el l)$+)$+#$ e& el +)$ "e !$ <13=' ,) %)ss <=. C$&e*e el )&(e+$ "e )!) <5= ) l$s "$s e)les "e e"#*#(& "e +es#(& <3 % 12=.  A+) l) l!l) "e *#e++e "e s)l#") <2=.  A+e l) l!l)
Re!le el *)!")l *$& l) l!l) "e *#e++e "e l) s)l#") <2= 7)s) 0!e se es)le/*) !&) "#-e+e&*#) "e +es#(& *$&s)&e "e' $+ eel$' 5; )+es e& el )&(e+$ "e )!). M#") el *)!")l *$& )%!") "e !& +e*##e&e +)"!)"$ % !& *+$&$e+$. E& l) *$&#&!)*#(& "el e&s)%$ se )!e&) $+ )s$s el *)!")l < )!e&)= % se +e#e& l)s e"#*#$&es "e l) "#-e+e&*#) "e +es#(& % *)!")l.  A&$)+ l$s )l$+es e"#"$s.

5)EVALUACION 5)1)  NR=

D&:+8;+ < N?:&' < R=+'< @NR  ρ∗V ∗ D V ∗ D = η v

V? Vel$*#")" -l!#"$ e& s

D? D#e+$ #&e+&$ "el !$ e&  v ? V#s*$s#")" *#&e#*)  2s η ? V#s*$s#")" "#&#*) NKs 2  ρ ? De&s#")"  3

5)2)

D&:+8;+ < (8'& < (&88;+ < >.'

El -)*$+ "e -+#**#(& "el !$  se *)l*!l) "el s#!#e&e $"$? 64  F =  N  R  N  R

5)3)

 N!e+$ "e Re%&$l"s

D&:+8;+ < 8><

El *)!")l se "ee+#&) *$& )%!") "e !& +e*##e&e +)"!)"$ % !& *+$&$e+$. Q=

V  t 

V? $l!e& "e l,0!#"$ e& l#+$s ? #e$ e& se!&"$s L) el$*#")" "e -l!$ +es!l) "e Q  4 Q V = =  A π d 2 ? *)!")l e& ls  A? se**#(& +)&se+s)l "el !$ "? "#e+$ #&e+#$+ "el +)$ "e !$ 3 

6) DATOS OBTENIDOS EN EL LABORATORIO & F>/' L:+&  7<*)=


V<l=

;'2

15'H5

1;;

;'164

1H'5H

1;;

;'122 ;'H

21'25 25.;

1;; 1;;

;'45

35'3

1;;

 <23'4K3'4= 020:8  <21'K5'5= 0164:8  <21K'= 0122:8  <1'4K11'4= 007:8  <1H.5K13= 0045:8

& F>/' T>&.>+' ∆ p <


V<l=

1232 611 470 432 31

100 100 100 100 100

s#=

1 15 2 25 3

7) CALCULO ANALISIS E INTERRETACION DE RESULTADOS & F>/' L:+& 

7<*)=


V<l=

<s=



NR

F

;'2;

15'H5

1;;

;' s

6'35  1;  K3 LS

264

0 , 024

;'164

1H'5H

1;;

;';4 s

5'6  1;  K3 LS

2412

0 , 026

;'122

21'25

1;;

;'665 s

4'H;  1;  K3 LS

14

0 , 032

;';H

25.;

1;;

;'563 s

3' 1; K3 LS

16

0 , 038

;';45

35'3

1;;

;'4;; s

2'3  1;  K3 LS

12;;

0 , 053

 <23'4K3'4= 020:8  <21'K5'5= 0164:8  <21K'= 0122:8  <1'4K11'4= 007 :8  <1H.5K13= 0045:8

CAUDAL V  T 





0,1 15,75   6'35



0,1 17,57   5' 6



0,1 21,25   4' H;





×

 K3

1m

3

 1;  LS 1000

= 6,35 × 10−6 m3 / s

3

1m −6 3 × 5,69 ×10 m /s =  K3  1;  LS 1000

×

1m

3

−6

3

 1; K3 LS 1000 = 4,70 × 10 m / s

3 0,1 1m × =3,98 × 10−6 m3 / s  K3   3'  1;  LS 25,09 1000

0,1 35,38   2' 3

×

 K3

1m

3

1;  LS 1000

−6

= 2,83 × 10

3

m /s

VELOCIDAD Q  A

V

3

V

6,35∗10 −6 m / s π   ( 0 , 003 m)2 4

  0 :

3

5,69∗10− 6 m / s

π 

V

4

(0 , 003 m)2

  004:

3

V

4,70∗10 −6 m / s π   ( 0 , 003 m)2 4

  0665:

3

3,98∗10 −6 m / s

π 

V

4

(0 , 003 m)2

  0563:

3

2,83∗10 −6 m / s

V

π  4

(0 , 003 m)2

  0400:

NUMERO DE REYNOLS NR 

NR 

0 ,898∗( 0 , 003 ) −6

1∗10

0 ,804∗ ( 0 ,003 ) −6

1∗10

  264

  2412

NR 

NR 

NR 

0 ,665∗( 0 , 003 ) −6

1∗10

0 ,563∗( 0 , 003 ) −6

1∗10

0 , 400∗( 0 ,003 ) 1∗10

−6

  147

 16

  1200

FACTOR DE FRICCION DEL TUBO 64

F  NR

F

=

64 2694

= 0 , 024

64 64 = =0 , 026  NR 2412 64

F  NR

=

64 1994 , 7

=0 , 032

F

64 64 = =0 , 038  NR 1689

F

64 64 = =0 , 053  NR 1200

7)ll)$s l *$&#+#e&"$ l)s !&#")"es 101 kPa 1,955 KPa = = 0,199 0,20 mca× 10,33 mca 9,81

101kPa 1,603 KPa = =0,163 10,33mca 9,81

0,164 mca×

0,122 mca×

0,07 mca×

101 kPa 10,33 mca

 KPa

=

9,81

=0,121

101 kPa 0,684 KPa = = 0,0697 10,33 mca 9,81

0,045 mca×

101 kPa 10,33 mca

=

0,439 KPa 9,81

=0,0448

 Y 8'+  ( &<<&' H:'  ( &:+)  F =

hL×D× 2 g 2

 L ×V 

R::' ' '&K  F =

0,199 × 0,003 × 19,62 0,4 × 0,898

2

=0,0363

 F =

0,163× 0,003× 19,62

 F =

0,121× 0,003× 19,62

 F =

0,069× 0,003× 19,62

 F =

F VERDADERO

0,4 ×0,804

2

2

0,4 ×0,665

0,4 ×0,563

2

0,0448× 0,003× 19,62 0,4 ×0,898

2

=0,0371

= 0,0402

=0,0323

=0,00817

F EERIMENTAL

0024 0026 0032 003 0053

00363 00371 00402 00323 00017

& F>/' T>&.>+' ∆ p <


V<l=

<s=



F

NR

)+=

1

1232

100

114 :

15

611

100

2316:

 

16,37 ×10

2

470

100

3011:

 

21,28 ×10

25

432

100

3275:

 

23,15 × 10

3

31

100

3714:

 

26,25 × 10

 

00476

3444

−6

00351

64

−6

00327

033

−6

00320

25

−6

00310

11142

−6

8,11 ×10

CAUDAL 



0,1 12,32

0,1



6 , 11



0,1 4,70

0,1



4,32

V  T 

3

  11  10  3 LS

1m = 8,11×10−6 1000

3

  1637  10 3 LS

1m =16,37 × 10−6 1000

  212  10 3 LS

1m = 21,28× 10−6 1000

  2315  10 3 LS

1m = 23,15× 10−6 1000

3

3



100 3,81

3

1m = 26,25× 10−6 1000

  2625  10 3 LS

VELOCIDAD Q  A

V −6

8,11 x 10

π 

V

4

3

m /s

−6

V

  114 :

( 0 , 003 m )2

3

16,37 × 10 m / s π   ( 0 , 003 m)2 4

−6

  2316:

3

21,28 × 10 m / s

π 

V

4

( 0 , 003 m)2

−6

V

3

23,15 ×10 m / s π   ( 0 , 003 m)2 4

26,25 × 10

V

π  4

−6

  3011:

  3275:

3

m /s

(0 , 003 m)2

  3714:

NUMERO DE REYNOLS NR 

1 , 148∗ ( 0 ,003 ) −6

1∗10

  3444

NR 

NR 

NR 

NR 

2 , 316∗( 0 , 003 ) −6

1∗10

3 , 011∗( 0 , 003 ) 1∗10

−6

3 , 275∗( 0 , 003 ) −6

1∗10

3 , 714∗( 0 , 003 ) −6

1∗10

  64

  033

  25

  11142

FACTOR DE FRICCION DEL TUBO P)+) e&*$&+)+ el )l$+ "e -+#**#(& e& -l!$ !+!le&$' se !#l#/) l) s#!#e&e -$+!l)? 1 3,7

D  E

+

5,74 0,9

 N  R

¿ ¿2 ¿ log ¿ ¿ 0,25  F = ¿

 A +)9s "e ell) &e*es#)$s e&*$&+)+ el )l$+ "e l) +!$s#")" 0!e es e& l) -(+!l)  D / ∈ ' "$&"e ∈ es l) +!$s#")" "el )e+#)l 0!e se es ele)&"$ )+) "#*7$ e>e+#e&$ el )l$+ "e

∈

se $#e&e "e l) s#!#e&e )l)?

P)+) &!es+$ e>e+#e&$ se !#l#/( !& )e+#)l -)+#*)"$ e& VC "el *!)l l) −6

+!$s#")" se8& l) )l) es "e?

∈=1,5 × 10

D#*7$ )l$+ l$ +eel)/)$s e& l) -$+!l) &8e+$ "e Re%&$l"s

 N  R

 D / ∈

' )+) -#&)le&e $e&e+ el )l$+ "el -)*$+ "e -+#**#(&

F)

P)+)  N  R =3444

%

 D / ∈=( 0,003)/ 1,5 ×10

−6

F 00476 P)+)

 N  R =6948

−6

 D / ∈=( 0,003)/ 1,5 × 10

%

F 00351 P)+)  N  R =9033

%

−6

 D / ∈=( 0,003)/ 1,5 ×10

F 00327 P)+)

 N  R =9825

% l$ *$)+)$s *$& el

%

−6

 D / ∈=( 0,003)/ 1,5 × 10

F 00320

P)+)  N  R =11142

−6

 D / ∈=( 0,003)/ 1,5 ×10

%

F 00310 Q) *$& el - e+")"e+$ 7)ll)$s el - e>e+#e&)l.  F =

hL×D× 2 g 2

 L ×V 

)ll)$s 7L )s)&"$ s# ) !&#")"es "e )? 1,5 psi ×

6895 Pa 1 psi

 1000 =

10,3425 KPa 9,81

2 psi ×

2,5 psi ×

3 psi ×

=1,054

6895 Pa 13,79 KPa  1000 = =1,40 1 psi 9,81

6895 Pa 17,2375 KPa 1000 = =1,757 1 psi 9,81

6895 Pa 20,685 KPa 1000 = =2,108 1 psi 9,81

 )ll)$s - e>e+#e&)l

 F =

1,054 × 0,003 ×19,62

 F =

0,4 ×2,316

2

1,40 × 0,003× 19,62 2

0,4 × 3,011

=0,0289

= 0,0227

 F =

 F =

F VERDADERO 00476 00351 00327 00320 00310

1,757 × 0,003× 19,62 2

0,4 ×3,3275

1,054 × 0,003 ×19,62 2

0,4 × 3,714,

=0,019

=0,0149

F EERIMENTAL 0073 002 00227 001 0014

El +#e+ )l$+ &$ se $) %) 0!e es $+ "e)$ "e 4;;; es)"$ +)&s#*#(&. Se !e"e $se+)+ 0!e l$s +es!l)"$s e>e+#e&)les -!e+$& "es*e&"#e&"$ s +#"$ 0!e l$s e+")"e+$s.

CONCLUSIONES

•

•

•

•

P!"#$s $se+)+ 0!e el -l!$ !+!le&$ )+e*,) *)(#*$ % &$ !&#-$+e' % e>#se )s)&e e/*l) "el -l!#"$. U&) *$++#e&e "e )/!l "e e#le&$ 0!e -!e+) #&+$"!*#") e& el -l!$ !+!le&$' #&e"#))e&e se "#s)+)+,) e& el -l!$ +#&*#)l "el s#se) *$$ se +ese&( e& l) +*#*) "el l)$+)$+#$. L$s )l$+es "el &8e+$ "e Re%&$l"s es& s!e"#)"$s ) e++$+es e& el ))+)$ %) 0!e $+ -)l) "e )&e&##e&$ s! +e*#s#(& se e )-e*)") $+ es$ &$s +es!l)+$& -l!$s !+!le&$s ) )$s *)!")les.  Al *)l*!l)+ el &8e+$ "e Re%&$l"s e& el l)$+)$+#$ % $se+)&"$ el *$$+)#e&$ "el -l!#"$ $"e$s *$&s))+ 0!e s! )l$+ $s*#l) e& !& +)&$ !% *e+*)&$ )l "e s! )l$+ e(+#*$. El &8e+$ "e Re%&$l"s es -!&")e&)l )+) *)+)*e+#/)+ l) &)!+)le/) "el -l!$ % )s, $"e+ *)l*!l)+ l) *)&#")" "e e&e+,) e+"#") "e#"$ ) l) -+#**#(& e& el s#se).

RECOMENDACIONES

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