Numero de Reynolds

ÍNDICE

1. Introducción        2

2. Objetivos        2

2.1. Objetivos Generales        2

2.2. Objetivos Específicos        2

3. Marco Teórico        3

4. Equipos y Materiales        5

4.1 Equipo        5

4.2 Instrumental        5

4.3 Materiales        6

5. Metodología        7

6. Presentación de resultados y Cálculos típicos        8

6.1 Datos registrados durante la practica        8

6.2. Cálculos Típicos        9

7. Análisis de resultados        14

8. Conclusiones        16

9. Recomendaciones        17

10. Bibliografía        18

11. Anexos        18

1. Introducción

El número de Reynolds es un número adimensional que expresa las características de un fluido o también definido como el comportamiento de las partículas fluidas al moverse, mediante el cociente de la densidad, la viscosidad, el diámetro del tubo y viscosidad dinámica, para definir las características del fluido se inyecta un trazador dentro del líquido que fluye por una tubería. A velocidades bajas el trazador se asemeja a una línea recta y se denomina flujo laminar, cuando el trazador tiene pequeñas transiciones o serpentea se lo denomina como transicional y finalmente si el trazador desaparece se denomina turbulento. En el número de Reynolds se expresa valores para determinar en qué estado se encuentra un fluido si Re < 2000, el flujo es laminar, si 2000 < Re < 400 es transicional, y si Re > 4000 es turbulento.

2. Objetivos

2.1. Objetivos Generales

• Determinar las variaciones de las pérdidas de energía en una tubería, tomando en cuenta la velocidad del fluido, y mediante esto clasificar el fluido como un régimen turbulento, transicional o laminar para demostrar el número de Reynolds.

2.2. Objetivos Específicos

• Comprender los factores que se necesitan para obtener el número de Reynolds tales como: velocidad del fluido, diámetro de la tubería, densidad, viscosidad dinámica o cinemática del fluido.
• Aprender a calcular el número de Reynolds con las características del fluido
• Determinar el estado del líquido mediante la fórmula de Reynolds para saber si se encuentra en régimen laminar, transicional o turbulento.

3. Marco Teórico

El número de Reynolds simbolizado por (Re) es un numero adimensional, permite conocer la medida del movimiento de un fluido y la naturaleza del flujo; el cual puede ser laminar, transitorio y turbulento. Además, es la relación de la fuerza de inercia y la fuerza viscosa. (Cengel & Cimbala, 2018)

[pic 2]

Donde:

𝜌 = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜

𝑣 = 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜

𝐿 = 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 (𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑)

𝜇 = 𝑣𝑖𝑠𝑐𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑎 𝑜 𝑑𝑖𝑛𝑎𝑚𝑖𝑐𝑎

𝑉 = 𝑣𝑖𝑠𝑐𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑖𝑛𝑒𝑚𝑎𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜

Tabla 1: Tipos de flujos según su número de Reynolds

Fuente: (Grupo 4,2022)

Tipos de flujos

Flujo laminar: Es aquel en el que las partículas se desplazan en capas paralelas, o láminas, sin invadir el camino de las otras partículas.

Fig 1. Flujo laminar

[pic 3]

Fuente: (Potter, Wiggert, & Ramadan, 2015)

Flujo en transición: Es aquel en el que hay algunas fluctuaciones intermitentes del fluido en un flujo laminar, aunque no es suficiente para caracterizar un flujo turbulento.

Fig 2. Flujo transitorio

[pic 4]

Fuente: (Potter, Wiggert, & Ramadan, 2015)

Flujo turbulento: Es aquel en el que hay fluctuaciones en el flujo todo el tiempo y las partículas invaden la trayectoria de las partículas adyacentes, mezclándose y desplazándose de una manera aleatoria llegando a un punto en el que desaparece o se pierde por momentos en el fluido.

Fig 3. Flujo turbulento

[pic 5]

Fuente: (Potter, Wiggert, & Ramadan, 2015)

En la práctica se obtiene el volumen y tiempo con el fin de hallar el caudal del líquido que se da de tres maneras laminar, transitorio y turbulento. Permitiendo así conocer el número de Reynolds y posteriormente determinarlo mediante cálculos que tipo de flujo fue y si la observación y toma de datos fue correcta.

4. Equipos y Materiales

4.1 Equipo

Tabla 2: Equipo

Fuente: (Grupo 4, 2022)

4.2 Instrumental

Tabla 3: Instrumental

Fuente: (Grupo 4, 2022)

4.3 Materiales

Tabla 4: Materiales

Fuente: (Grupo 4, 2022)

5. Metodología

• Revisar y acomodar el equipo antes de empezar con la práctica.
• Revisar que las válvulas para el flujo del permanganato de potasio y el corte estén cerradas.
• Tomar la temperatura del agua.
• Colocar el permanganato de potasio hasta la cuarta parte del reservorio de tinta.
• Llenar el reservorio de carga de agua del modelo y mantener la carga constante durante toda la práctica.
• Abrir gradualmente la válvula de control de flujo del tubo de vidrio.
• De igual manera abrir gradualmente la válvula del recipiente del permanganato de potasio para observar las líneas de flujo laminar que va a ser el primero en ejecutar.
• Calibrar el cronometro que este en cero.
• Dejar fluir el agua.
• Medir el caudal con la probeta de vidrio que pasa por el tubo de vidrio.
• Tomar los datos obtenidos para el flujo laminar.
• Reiniciar el cronómetro (en cero).
•  Repetir el procedimiento para 3 apertura de diferentes de la válvula para cada flujo (laminar, transición y turbulento).

6. Presentación de resultados y Cálculos típicos

6.1 Datos registrados durante la practica

Tabla 5. Datos de la Tubería

Fuente: (Grupo 3, 2022)

Tabla 6. Datos registrados durante la practica

Fuente: (Grupo 3, 2022)

...