Nmero de Reynolds

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Universidad de El Salvador Facultad de Ingeniera y Arquitectura Escuela de Ingeniera qumica e Ingeniera en Alimentos

Ctedra: Operaciones Unitarias Integrantes: Hernndez Jacobo, Jos Abner HJ10003 Lizama Sosa, Diego Jos LS11012 Semana de Laboratorio: B

Ciudad Universitaria, 24 de septiembre de 2013

Nmero de Reynolds

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INDICE

INTRODUCCION .............................................................................................................................. 3

FLUJO LAMINAR Y TURBULENTO ............................................................................................. 4

NUMERO DE REYNOLDS ............................................................................................................. 5

FOTOGRAFIAS DE LOS DIVERSOS REGIMENES DE FLUJO EN EL TANQUE DE

REYNOLDS ................................................................................................................................... 6

PROCEDIMIENTO ........................................................................................................................... 6

OBSERVACIONES .......................................................................................................................... 7

CALCULOS Y RESULTADOS ....................................................................................................... 8

CONCLUSIONES ............................................................................................................................. 9

BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................... 10

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INTRODUCCION

En el presente trabajo se elabor una investigacin sobre los Fluidos en

Movimiento, parte del contenido toma en cuenta lo relacionado al movimiento tanto

en conductos cerrados como en conductos abiertos.

El Objetivo central es tener un amplio conocimiento del comportamiento de un

fluido cuando ste se mueve a travs de algn sistema.

Tambin involucra formar una base terica que nos permita entender todas

aquellas aplicaciones que pueda conllevar un estudio sobre fluidos.

Los principios fsicos ms tiles en las aplicaciones de la mecnica de fluidos son

el balance de materia, o ecuacin de continuidad, las ecuaciones del balance de

cantidad de movimiento y el balance de energa mecnica. Pueden escribirse de

forma diferencial, mostrando las condiciones en un punto del interior de un

elemento de volumen, o bien de forma integrada, aplicable a un volumen o masa

finitos de fluido.

La hidrodinmica es la parte de la fsica que estudia el movimiento de los fluidos.

Este movimiento est definido por un campo vectorial de velocidades

correspondientes a las partculas del fluido y de un campo escalar de presiones,

correspondientes a los distintos puntos del mismo

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FLUJO LAMINAR Y TURBULENTO

Flujo laminar: los fluidos se mueve en capas o lminas, donde se van deslizndose suavemente unas sobre otras y existiendo slo intercambio de molecular entre ellas.

Flujo turbulento: El movimiento de las partculas es muy errtico y se tiene un intercambio transversal de cantidad de movimiento muy intenso.

El flujo puede permanecer laminar en tanto las lminas no interactan lo suficiente

para causar movimientos secundarios entre ellas, pero en caso contrario la mezcla

libre y aleatoria de las lminas hacen el flujo turbulento.

El flujo laminar puede cambiar a turbulento si se modifica lo siguiente:

Un cambio en la velocidad del flujo.

Alteraciones del propio flujo.

Rugosidad de la superficie sobre la que fluye.

Los gradientes de presin.

Factores como densidad del fluido (), su velocidad (v), la longitud (L) y el coeficiente de viscosidad ()

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NUMERO DE REYNOLDS

Permite caracterizar la naturaleza del flujo por ejemplo si se trata de un flujo

laminar o de un flujo turbulento. Tambin indica la importancia relativa de la

tendencia del flujo hacia un rgimen turbulento respecto de uno laminar y la

posicin relativa de este estado dentro de una longitud determinada.

Es un nmero adimensional utilizado en mecnica de fluidos para caracterizar el

movimiento de un fluido.

El nmero de Reynolds relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensin tpica de un flujo en una expresin adimensional, Dicho nmero o combinacin adimensional aparece en muchos casos relacionado con el hecho de que el flujo pueda considerarse laminar (Re< 2000), de transicin (2000

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FOTOGRAFIAS DE LOS DIVERSOS REGIMENES DE FLUJO EN EL TANQUE

DE REYNOLDS

PROCEDIMIENTO

ALIMENTACION

Se llena el tanque de alimentacion con agua Valvula de flujo cerrada Mantener en reposo

VALVUAL DE CONTROL

Se abre lentamente la valvula permitir que fluya el agua

COLORACION

Se coloca una cantidad suficiente de colorante Observar comportamiento del fluido

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OBSERVACIONES

El diagrama de flujo muestra las observaciones en el experimento de Reynolds

Experimento del numero de Reynolds

a) Flujo laminar b) Flujo transicional c) Flujo turbulento

FLUJO LAMINAR

La traza del colorante debe ser una lnea recta a travs de toda la tubera

El nmero de Reynolds deben ser menores a 2000.

FLUJO DE TRANSICION

La lnea del colorante comienza a oscilar El nmero de Reynolds debe estar comprendido entre 2000 y

4000

FLUJO TURBULENTO

La traza de colorante, por ser una pequea cantidad en comparacin con el flujo total de agua, se mezcla con sta desapareciendo a la vista.

El nmero de Reynolds mayores que 4000.

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CALCULOS Y RESULTADOS

La siguiente tabla presenta los resultados que se obtuvieron a travs de la

utilizacin del software Microsoft Excel. La temperatura a la que se trabajo es de

27C.

Flujos Volumen (m3)

Tiempo (s)

Caudal (m3/s)

Numero de Reynolds

Laminar 0.00017 14.69 1.16E-05 2045.714317

Transicional 0.00013 28.59 4.55E-06 803.7982493

Turbulento 0.00016 7.38 2.17E-05 3832.493967

Laminar 0.000118 10.9 1.08E-05 1913.697847

Transicional 0.000143 16.75 8.54E-06 1509.173203

Turbulento 0.00013 12.94 1.00E-05 1775.934463

Laminar 0.000145 7.25 2.00E-05 3535.475684

Transicional 0.000147 5.28 2.78E-05 4921.542856

Turbulento 0.000105 25.43 4.13E-06 729.8956879

Laminar 0.000155 31.18 4.97E-06 878.7664064

Transicional 0.000145 7.82 1.85E-05 3277.774771

Turbulento 6.50E-05 19.81 3.28E-06 580.0250365

Laminar 0.0001 14.69 6.81E-06 1203.361363

Transicional 0.000115 19.46 5.91E-06 1044.654943

Turbulento 8.00E-05 29.82 2.68E-06 474.2422112

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CONCLUSIONES

Pudimos observar que el flujo turbulento pareca catico y no uniforme, y existe bastante

mezcla del fluido. Una corriente de azul de metileno que fuera introducida en el flujo

turbulento, inmediatamente se disparara en el flujo principal del sistema como se

present en la prctica del laboratorio.

Los valores del nmero de Reynolds estn supeditados a errores en el aparato ya que por

falta de mantenimiento su precisin se ve afectada; por eso nos resultaron flujos

turbulentos a bajos caudales.

Al calcular el nmero de Reynolds en el laboratorio y observando el comportamiento del

fluido podemos constatar que su valor oscila en un rango muy cercano al de su valor

terico.

El nmero de Reynolds es fundamental para caracterizar la naturaleza del flujo y as

poder calcular la cantidad de energa perdida debido a la friccin en el sistema.

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BIBLIOGRAFIA

Crowe, Clayton; Elger, Donald; Williams, Roberson; Roberson, John (2009)

(en ingls). Engineering Fluid Mechanics [Mecnica de Fluidos Ingeniera].

John Wiley & Sons, Inc

Valiente, Antonio, Problemas de flujo de fluidos, Editorial Limusa,

Segunda edicin, Mexico, 2002

http://www.manualvuelo.com/PBV/PBV18.html