REGIMEN DE FUJO
CESAR SANTIAGO DUQUE LADY ARROYO MOYA JULIAN BENA BEN AVIDES CESPEDES LILIBETH HERNANDEZ DARWIN SOBRINO
PRESENTA PRESEN TADO DO A: Ing. ANA GARRIDO
UNIVERSIDAD DE LA COSTA-CUC COSTA-CUC BARRANQUILLA – ATLANTICO LAB. MECANICA DE FLUIDOS ! DE ABRIL DE "#!
OBJETIVOS O$%&'()* G&n&+, •
Determinar el régimen de flujo en tuberías y canales teniendo en cuenta las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas del agua en movimiento.
O$%&'()* E/&012(0* •
• • •
Tener conocimientos previos acerca de las medidas y cálculos que se han de realizar posterior a la práctica. Tener los debidos instrumentos para la realización de esta eperiencia. Tomar las medidas necesarias para los posteriores cálculos. !lenar y crear unas tablas de datos acerca de los valores obtenidos en la práctica.
RESUMEN
"l régimen de flujo permite determinar cuando un flujo es turbulento# intermedio o laminar. "l ingeniero $sborne %eynolds estableció juntando todos los parámetros observados en su eperiencia y determino una ecuación donde se obtiene un valor adimensional llamado &'umero de %eynolds(. !a eperiencia se realiza por medio de un sistema que simula el mismo proceso del "quipo de %eynolds y que utiliza los mismos parámetros para el cálculo del ')mero de %eynolds. P,,$+, C,)& %égimen de flujo# flujo turbulento# flujo intermedio# flujo laminar. 'umero de %eynolds. ABSTRACT
The flo* regime to determine *hen a flo* is turbulent or laminar intermediate. The engineer $sborne %eynolds established by +eeping all the parameters observed in their eperience and determines an equation *hich gives adimensionlees values called &%eynolds 'umber(. The eperiment *as conducted trough a system that simulates the same %eynolds Team process and using the same parameters for calculating the %eynolds 'umber. 3&4 5*+6 The flo* regime# turbulent flo*# intermediate flo*# laminar flo*# %eynolds 'umber.
INTRODUCCION
"l régimen de flujo es un intervalo que se estableció por %eynolds para saber clasificar el fluido en turbulento# intermedio o laminar. "ste régimen es importante en el campo laboral puesto que saber como es el comportamiento del flujo en una tubería# en un rió o en cualquier acueducto permite establecer que efecto con lleva al que estos medios de desplazamiento no presente dificultad en alg)n momento o sean deteriorados. ,iendo cuan necesario saber este fenómeno# el objetivo de esta eperiencia es determinar el régimen de flujo en tuberías y canales teniendo en cuenta las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas del agua en movimiento.
FUNDAMENTO TEORICO
Régimen De Flujo -uando un líquido fluye en un tubo y su velocidad es baja# fluye en líneas paralelas a lo largo del eje del tubo a este régimen se le conoce como flujo laminar. -onforme aumenta la velocidad y se alcanza la llamada velocidad crítica# el flujo se dispersa hasta que adquiere un movimiento de torbellino en el que se forman corrientes cruzadas y remolinos a este régimen se le conoce como flujo turbulento. "l paso de régimen laminar a turbulento no es inmediato# sino que eiste un comportamiento intermedio indefinido que se conoce como régimen de transición.
G+,2(0, N*. F7%* L,8(n,+ 4 F7%* T7+$7&n'*
"l ingeniero $sborne %eynolds fue el primero en observar el comportamiento del fluido y clasificarlo de acuerdo a su régimen."l ingeniero construyo un sistema conformado de un tanque alimentador# una tubería de vidrio y un dispositivo provisto de una tinta./ediante una válvula de control regulaba la velocidad del flujo que pasaba a través del tubo. 0nyectando la tinta dentro del flujo permitiendo observar el comportamiento de las líneas de flujo. %eynolds observo que el comportamiento del fluido depende de1 la velocidad del flujo# del diámetro de la tubería y de las características del fluido# como la viscosidad. 2untando todos estos parámetros le dio forma mediante una ecuación y la llamo n)mero de %eynolds y se epresa de la siguiente manera1
R=V ∗ D / v
Donde1 %3 numero de %eynolds ,3 velocidad del fluido D3 diámetro del tubo v =¿
,iscosidad cinemática del fluido
Clasificación De Los Regímenes !a clasificación esta referenciada con el n)mero de %eynolds# para 4lujo laminar1 %5 6777# para 4lujo en transición1 67775 % 5 8777 y para 4lujo turbulento1 %9 8777
DESARROLLO E9PERIMENTAL
"n el desarrollo de esta eperiencia se utilizo un sistema :;rafica 'o. 6
G+,2(0, N* ". E S('&8, Q7& R&8/,, E E;7(/* D& R&4n*6
"l sistema necesita de un tinte :;rafica 'o. =< para visualizar las líneas del flujo# una válvula :;rafica 'o. 8< que grad)a la velocidad a la que va el fluido. >n área en vidrio :;rafica 'o. ?< donde pasa el flujo y se observan la línea visualizadas por el tinte. -omo complementos :;rafica 'o. @< esta una probeta# un termómetro# una regla# un cronometro# y un vernier.
G+,2(0, N*. < T(n'& Q7& V(7,(, L, L1n&, D& F7%*
G+,2(0, N*.!. V=)7, Q7& G+,6>, L, V&*0(6,6 D& F7(6*
G+,2(0, N*. ?. A+&, D& V(6+(*
G+,2(0, N*. @. C*8/&8&n'*: , )&+n(&+ $ '&+88&'+* 0 0+*n*8&'+* 6 +&g, & /+*$&',.
Arimeramente se abre la válvula que grad)a la velocidad del fluido y se observa que el área de vidrio presente un ciclo de entrada y salida de fluido. !uego se adiciona la tinta para que esta muestre como son las líneas de ese fluido con respecto a la velocidad que se esta aplicando. !os datos que se recogen de la eperiencia son respecto a tres velocidades graduadas# la inicial es un poco lento# la segunda es una velocidad intermedia y la )ltima es una velocidad muy alta# donde los valores que varían son la altura del perímetro que se observa en el área del vidrio y el tiempo con que se llena la probeta con respecto a cada velocidad# es decir que se debe obtener = alturas# = tiempos y = vol)menes. -on el vernier se mide la parte interna del área de vidrio que es el groso de esta. B por ultimo se toma la temperatura a la que se realizo la eperiencia con el termómetro.
CALCULOS Y ANALISIS DE RESULTADO D,'*
T,$, N*. . D,'* In(0(,&
"l cálculo del perímetro mojado se realiza1
Pm=2 ( altura )+ 2 ( espesor ) Pm 1=2 ( 0.1 ) +2 ( 0.016 )=0.232
Aara el área mojada es1
A m =altura×espesor
A m 1= 0.1 × 0.016=0.0016 -on estos datos se puede hallar el diámetro equivalente# que será el valor de uno de los datos para trabajar en el n)mero de %eynolds# se calcula1 D E =4 ×
áreamojada perímetro mojado
D E 1=4 ×
0.1 0.0016
=0.027586207
"l caudal se calcula en este caso1
Q=
volumen tiempo
Q 1=
0.00029 19.7
=0.00001472
-on el dato de caudal se halla la velocidad con la formula de continuidad# tenemos entonces que1
Q= A∗Vel
⇒
Q ( caudal ) velocidad = A ( Área mojada)
vel1 =
0.00001472 0.0016
= 0.009200508
T,$, N*. ". V,*+& C=07* P,+, D(=8&'+* E;7(),&n'& Y V&*0(6,6
!os valores de la tabla 'o. 6 junto con la viscosidad cinemática del agua# que en este caso se tomó el valor que comprende la temperatura de 67C- que es en el caso de estudio son de 7#777777778 m 6Es "l n)mero de %eynolds se calcula con la formula1
Reynolds =
Vel×D E Vsiscocidad cinemática
Reynolds1 =
0.009200508 × 0.027586207 0,0000001004
=2527,959229
De acuerdo con estos valores se puede determinar en qué estado se encontraba el flujo del fluido trabajado :agua<.
T,$, N*. <. D,'* P,+, L* N>8&+* D& R&4n*6.
C7=n6* & 6, 7n 27%* ,8(n,+ 4 07=n6* & 6, 7n 27%* '7+$7&n'* "l flujo de agua en las aplicaciones prácticas de la ingeniería presenta generalmente régimen turbulento. Fe observa fácilmente en ríos y en la atmósfera. !a corriente laminar se presenta cuando las superficies hacen parte del río# y no eisten mezclas entre las capas de agua adyacentes. !a corriente turbulenta se presenta cuando el agua se mueve irregularmente formando
remolinos# mezclándose las diferentes capas de agua. "l movimiento del agua turbulento es precisamente el causante de la erosión# la abrasión y el transporte de todos los fragmentos del cauce. Debido a la rugosidad del terreno :árboles# montaGas# edificios# etc< se forman remolinos o vórtices que perturban el flujo laminar y lo transforman en turbulento. Aor lo general# el ruido generado por el flujo laminar tiene una intensidad tan baja como para no suponer un problema# incluso bajo las condiciones de diseGo más críticas. Fin embargo en la mayoría de los sistemas de fontanería prácticos# las velocidades son lo suficientemente altas como para originar flujos turbulentos.
CONCLUSION
Fe logro determinar el régimen de flujo en tuberías y canales teniendo en cuenta las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas del agua en movimiento. Fe obtiene unos conocimientos previos acerca de las medidas y cálculos que se han de realizar posterior a la práctica. "l laboratorio tuvo los debidos instrumentos para la realización de esta eperiencia y que aunque el equipo de %eynolds no estaba presente# si había un sistema que lograba determinar los datos necesarios para el n)mero de %eynolds. !as tablas obtenidas muestran los cálculos y demuestran además que el n)mero de %eynolds es calculable# y se comprendió que ante la vida laboral es muy importante por ser un n)mero que permite determinar el comportamiento del flujo.
BIBLIOGRAFIA
. Hidráulica Ien .pdfJ. Disponible en1 5http1EEartemisa.unicauca.edu.coEKhdulicaEintroduccion.pdf 9 I-onsultado el 7 de Lbril de 67J 6. -oeficiente de momentos Ien .docJ. Disponible en1 5http1EEdocs.google.comEvie*erM a3vNq3cache1HfTf6epfjig21ing.unne.edu.arEpubEha6Oturb6.docPcuandoPsePconsid eraPflujoPlaminarPyPturbulentoPestructurasPconstruccionNhl3esNgl3coNpid3blNsr cid3LD;""Fh%"T/m-?uQ+$R+zi/zhvS s0llUeej;UfVgWgia,$h8=r$Vhg8f;pXY>idL!XtR2=-$70URU-rTfmHQLXua2vW, ?+Qsrta!4S*?a,/rhs%ooZ v/6?,qSRnHf!4Hv%p2cyNsig3LH0"tbTRoOHDF$-qBcmj-LB,WzW2eHZg 9 I-onsultado el 7 de Lbril de 67J =. -ontrol de ruido de la fontanería de edificios Ien .pdfJ. Disponible en1 5http1EE***.fiberglasscolombia.comEadminEassetmanagerEimagesEnotasEacusticaE' TLrq68.pdf 9I-onsultado el 7 de Lbril de 67J 8. Transporte de sedimentos Ien .htmlJ. Disponible en1 5http1EEfluidos.eia.edu.coEhidraulicaEarticulosesEinteresantesEtransportesedimentosEt ranspoertesedimentos.html 9 I-onsultado el 7 de Lbril de 67J
