Mecánica De Fluidos

I. OBJETIVOS.

 Visualizar los distintos regímenes de flujo en una tubería.

 Determinar los números de Reynolds correspondientes a los regímenes de flujo.

 Clasificar visualmente el tipo de flujo según la trayectoria que sigue la tinta producto de la velocidad del fluido (agua).

 Aprender a identificar visualmente el tipo de flujo (laminar, transición, turbulento) y comprobarlo mediante la determinación Reynolds

II. DEFINICIONES:

a. Caudal:

Es la cantidad de fluido que pasa en una unidad de tiempo. Normalmente se identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por un área dada en la unidad de tiempo.

b. Viscosidad:

Es la propiedad de los fluidos que tiende a oponerse al flujo cuando se aplica una fuerza, en otras palabras se puede definir como la pegajosidad interna de los fluidos.

c. Flujo laminar:

Se llama flujo laminar al tipo de movimiento de un fluido cuando éste es perfectamente ordenado, estratificado, suave, de manera que el fluido se mueve en láminas paralelas sin entremezclarse si la corriente tiene lugar entre dos planos paralelos, o en capas cilíndricas coaxiales; En el flujo laminar el gradiente de velocidades es diferente de cero. El perfil de velocidad es una curva de forma suave y el fluido se mueve a lo largo de líneas de corriente de aspecto aislado. El flujo se denomina laminar porque aparece como una serie de capas delgadas de fluido (láminas) que se deslizan unas sobre otras. En el flujo laminar las partículas de fluido se mueven a lo largo de las líneas de corriente fijas y no se desplazan de una a otra. El mecanismo de transporte es exclusivamente molecular. Estas se presentan si las fuerzas viscosas son muy fuertes con relación a las fuerzas inerciales

d. Flujo transitorio

Un flujo transitorio presenta cambios en sus características a lo largo del tiempo para el cual se analiza el comportamiento del canal.

e. EL NÚMERO DE REYNOLDS

Es un número adimensional utilizado en mecánica de fluidos diseño de reactores y fenómenos de transporte para caracteriza el moviendo de un fluido.

Como todo número adimensional es un cociente, una comparación, en este caso es la relación entre los términos conectivos y los términos viscosos de las ecuaciones de Navier Stokes que gobiernan el movimiento de los fluidos.

Equivalentemente por:

Por ejemplo, un flujo con un número de Reynolds alrededor de 100.000 (típico en el movimiento de una aeronave pequeña, salvo en zonas próximas a la capa límite) expresa que las fuerzas viscosas son 100.000 veces menores que las fuerzas convectivas, y por lo tanto aquellas pueden ser ignoradas. Un ejemplo del caso contrario sería un cojinete axial lubricado con un fluido y sometido a una cierta carga. En este caso el número de Reynolds es mucho menor que 1 indicando que ahora las fuerzas dominantes son las viscosas y por lo tanto las convectivas pueden despreciarse. Otro ejemplo: En el análisis del movimiento de fluidos en el interior de conductos proporciona una indicación de la pérdida de carga causada por efectos viscosos.

ρ: densidad del fluido

vs: velocidad característica del fluido

D: diámetro de la tubería a través de la cual circula el fluido o longitud característica del sistema

μ: viscosidad dinámica del fluido

ν: viscsidad cinemática del fluido

III. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO Y MATERIALES A UTILIZAR.

a) Cuba de Reynolds.

b) Agua, aproximadamente 30 litros.

c) 01 termómetro.

d) Tinte colorante (fluoresceína sólida o permanganato de potasio)

e) Probeta graduada de 500 ml.

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