CUBA DE REYNOLDS

CONTENIDO

I.        OBJETIVOS        

II.        MARCO TEÓRICO        

III.        EQUIPOS Y MATERIALES        

IV.        PARTE EXPERIMENTAL        

V.        CALCULOS        

VI.        DISCUSIÓN DE RESULTADOS        

1. OBJETIVOS

• Visualizar los flujos en diferentes regímenes de escurrimiento, diferenciando el flujo laminar, flujo de transición, flujo turbulento

1. MARCO TEÓRICO

DEFINICIÓN

• Fluido: Un fluido es una sustancia que cede inmediatamente a cualquier fuerza tendente a alterar su forma, con lo que fluye y se adapta a la forma del recipiente. Los fluidos pueden ser líquidos o gases. El volumen de un líquido contenido en un recipiente hermético permanece constante, y el líquido tiene una superficie límite definida. En contraste, un gas no tiene límite natural, y se expande y difunde en el aire disminuyendo su densidad.
• 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.
• Viscosidad: Propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se le aplica una fuerza. Los fluidos de alta viscosidad presentan una cierta resistencia a fluir; los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad. La fuerza con la que una capa de fluido en movimiento arrastra consigo a las capas adyacentes de fluido determina su viscosidad, que se mide con un recipiente (viscosímetro) que tiene un orificio de tamaño conocido en el fondo. La viscosidad de un fluido disminuye con la reducción de densidad que tiene lugar al aumentar la temperatura. En un fluido menos denso hay menos moléculas por unidad de volumen que puedan transferir impulso desde la capa en movimiento hasta la capa estacionaria. Esto, a su vez, afecta a la velocidad de las distintas capas.

CARASTERISTICAS DE UN FLUJO

1. Flujo laminar: 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 concepto de fricción en el fluido es una analogía adecuada para el esfuerzo cortante más aún es realmente el resultado de una transferencia de momento molecular, de fuerzas intermoleculares o de ambas cosas.
2. Flujo transicional: El flujo laminar se transforma en turbulento en un proceso conocido como transición; a medida que asciende el flujo laminar se convierte en inestable por mecanismos que no se comprenden totalmente. Estas inestabilidades crecen y el flujo se hace turbulento.
3. Flujo turbulento: Se conoce como flujo turbulento al movimiento desordenado de un fluido: Este se caracteriza por fluctuaciones al azar en la velocidad del fluido y por un mezclado intenso. El patrón desordenado de burbujas cercanas a la parte inferior de la pared del canal es el resultado del mezclado del flujo turbulento en esa zona.

N° de REYNOLDS

El número de Reynolds (Re) es un número a dimensional utilizado en mecánica de fluidos, diseño de reactores y fenómenos de transporte para caracterizar el movimiento de un fluido. Se pueden calcular de acuerdo al flujo que aparezca en la Cuba de Reynolds, dependerá de si el flujo es turbulento o laminar. Estos números críticos nacen de las relaciones de viscosidad cinemática, densidad de masa, longitud y velocidad.

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1. EQUIPOS Y MATERIALES

Materiales:[pic 7]

• Probeta 1L 
• Cronometro [pic 8]
• Vernier
• Termometro
• Cuba de reynolds

Reactivos:

• Agua potable[pic 9]
• Fluoresceina

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1. PARTE EXPERIMENTAL

• Llenar la cuba de Reynolds con agua potable, hasta el nivel que rebalse.

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• Medir el diámetro de la tubería de vidrio (D = 1cm = 0.01m)
• Observar el número de regulaciones (1/4 , ½, 3/4, 1, 1 ¼, …)
• Cargar la solución coloreada en el tanque superior por encima del inyector de colorante.

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• Apertura la válvula de control en su primera posición y en forma simultanea también abrir la válvula del inyector de colorante.
• Observar el comportamiento de las líneas de corriente que se deslizan por el tubo de vidrio.
• Determinar el caudal promedio de agua que fluye por la válvula de control.
• Repetir esta actividad para cada apertura de la válvula de control.
• Medir la temperatura del fluido y calcular su densidad.

1. CALCULOS

Datos iniciales

Procesamiento de datos

1. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

1. Calculo del caudal

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