Inform Lab 8

Laboratorio 8 Flujo laminar y flujo turbulento.

Objetivos.

Observar el comportamiento de un fluido laminar y uno turbulento dentro de un ducto transparente.

Determinar el procedimiento más adecuado para producir un flujo laminar o turbulento con el equipo utilizado.

Tomar datos experimentales que permitan comprobar el teorema de Osborne Reynolds.

Fórmulas utilizadas.

Fórmula 1.

N_R=(V ̅*D)/ν

V ̅= velocidad del fluido

D= diámetro interior del tramo de tubo (10mm)

ν = viscosidad del fluido a la temperatura de prueba @20ºC= 1.004 〖10〗^(-6) m/s^2

Fórmula 2.

Q ̇=V/t

V=volumen medido experimentalmente [m3]

t= tiempo en que dura caer el fluido [s]

Fórmula3.

A= π*r^2

r= radio del tubo[m]

Fórmula 4.

Q ̇=(Vx) ̅ A

(Vx) ̅=Q ̇/A (Despejando la Vx de la fórmula anterior).

Q ̇= flujo volumétrico [m3/s]

A= área [m2]

Datos experimentales.

Tabla 1. Datos experimentales tomados de manera directa

Observación Volumen

(ml) Tiempo

(s) Trayectoria del colorante

1

400

23.91 Laminar

La tinta sigue un trayecto casi linear a través del tubo.

2

400

14.41 Crítico

La línea de flujo de la tinta es interrumpida por torbellinos e irregularidades.

3

800

12.13 Turbulento

El trayecto de la tinta es caótico, no sigue un patrón fijo.

Muestra de cálculos.

Q_1= 0.0004/23.91= 1.673x〖10〗^(-5) m^3/s

Q_2= 0.0004/14.41= 2.7760x〖10〗^(-5) m^3/s

Q_3= 0.0008/12.13= 6.595x〖10〗^(-5) m^3/s

A= π*r^2= π*〖(0.010)〗^2/4 = 7.8540x〖10〗^(-5) m^2

Q_1=VA → V_1= 0.213 m/s

Q_2=VA → V_1= 0.353 m/s

Q_3=VA → V_1= 0.840 m/s

N_R1=(V*D)/ν= (0.213*0.01)/(1.004 〖10〗^(-6) )=2121

N_R2=(V*D)/ν= (0.353*0.01)/(1.004 〖10〗^(-6) )=3515

N_R3=(V*D)/ν= (0.840*0.01)/(1.004 〖10〗^(-6) )= 8366

Análisis de resultados.

Según la teoría estudiada para este laboratorio se determina que estamos en presencia de un flujo laminar cuando el valor de Reynolds se encuentra por debajo de 2400 o 2300 dependiendo del caso. Para nuestro laboratorio se obtuvo un valor de 2121 como valor de Reynolds, lo cual comprueba exitosamente la prueba. Para este caso se observa el flujo de tinta como una línea considerablemente uniforme que no presenta mayores irregularidades mientras que al intentar observar al flujo en la zona críticas se pudo observar cómo se presentaban variaciones y diferentes fluctuaciones esto se pudo observar debido a las formas que marcaba la tinta. Según lo estudiado para este labortorio las variaciones para este tipo de flujos se dan entre los 2400 y 4000 cálculando el número de Reynolds, nuestro resultado experimental fue de 3515 número de Reynolds el cual se encuentra dentro del rango que establece la teoría por lo tanto podemos decir que para este prueba se realizó con éxito. Para la última prueba se provocó un flujo turbulento que el flujo presentaba bastantes irregularidades como torbellinos esto se pudo realizar ya q se abrió más la llave del agua para aumentar el caudal, cuando se realizar los cálculos nos damos cuenta que el flujo observado es un flujo turbulento ya que el valor de Reynolds obtenido fue de 8366, según teoría vista en clase para sea un flujo turbulento el valor debe ser mayor a 4000.

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