Experimento de Reynolds

Experimento de Reynolds

Este experimento se basa principalmente en hacer notar el flujo en una tubería de vidrio en donde al momento de ingresar al tubo se le inyecta un fluido colorante que se le llama permanganato de potasio y además es por medio de una válvula se controlaba la velocidad de salida del flujo.

Este experimento se probó en bajas velocidades en el centro y menores por los costados en donde el colorante formaba una parábola y a esto se le llamo flujo laminar. Después se le aumento la velocidad a través de la válvula se observó que el permanganato tenia algunos desordenes a nivel de las líneas formadas por lo que a este se le llamo flujo de transición. Luego al aumentar aún más la velocidad de flujo se fijó que el colorante no tenía una organización determinada por lo que a este flujo se le llamo flujo turbulento.

Con el paso del tiempo Reynolds descubrió los factores que hacen este comportamiento particular de los fluidos, la velocidad, la rugosidad de la superficie, la superficie, la temperatura y la viscosidad del fluido.

Las fórmulas que se utilizan para poder ver el comportamiento fueron postuladas por el mismo y son estas.

𝑅𝑒 = 𝑣𝑝𝑥𝐷

𝑣

En donde:

o        𝑅𝑒 = 𝜌 𝑥 𝑣𝑝 𝑥 𝐷

𝜇

• 𝑣𝑝= Velocidad del fluido.
• 𝐷= diámetro de la tubería.
• 𝜌 = densidad del fluido.
• 𝜇= viscosidad dinámica del fluido.
• 𝑣= viscosidad cinemática del fluido.

Con estas ecuaciones podremos obtener el llamado “Número de Reynolds” y esto se define como la relación que hay entre las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas presentes en un fluido. Todo esto se relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica de un flujo en una expresión adimensional. Este número de Reynolds debe de ubicarse en un rango para que sea definido. Este rango, nos indica la clase de flujo que tenemos presentes y esto varía según las diferentes formas de las tuberías.

Rangos:

Re < 2000        Flujo laminar.

2000 ≤ Re ≤ 4000        Flujo de transición.

Re > 4000        Flujo Turbulento.

Para el cálculo del caudal (Q) que es la cantidad de volumen que sale a través de la válvula en un determinado tiempo utilizamos la fórmula:

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 (𝑚3)

𝑄 =

[pic 1]

𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 (𝑠)

Y cuando se obtiene el valor del caudal y también el diámetro (∅) de la tubería es de 0.03 (m), se puede saber que el área de la tubería por medio de la fórmula

𝐴 = 𝜋 𝑥∅2, con esto dividiendo a la cantidad obtenida de caudal se consigue el[pic 2]

4

valor de la velocidad (m/s) con el que fluye en agua promedio. 𝑉 = 𝑄[pic 3]

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