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En esta práctica de mecánica de fluidos se requería determinar el centro de presión sobre una superficie plana mediante los conceptos de presión hidrostática, se utilizaron pesas de diferentes masas, un nivel de burbuja, un toroide de plástico, un tanque de agua y un medidor de nivel de agua. Primer...

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PRACTICA N°5 DETERMINACION DEL NUMERO DE REYNOLDS [1]

Medina L, [1] Mora B, [1] García Y, [1] Torres A, [1] Marimón R. [2]

[1]

Roca J.

Estudiantes de Ingeniería Civil de la Universidad de Cartagena. [2]

Docente de Laboratorio de Mecánica de Fluidos.

RESUMEN En esta práctica de mecánica de fluidos se requería determinar experimentalmente el número de Reynolds para un fluido en un tubo corto a descarga libre. Se utilizó un aparato de Reynolds, una probeta, cronometro, termómetro, cubetas de agua, tinte, manguera y agua. En principio se dejó fluir el agua a través del aparato de Reynolds y se tomó la temperatura de la misma regulando el caudal mediante la válvula, a continuación se liberó el tinte y se clasifico el tipo de régimen según las observaciones, por ultimo con ayuda del termómetro y la probeta se midió el tiempo en el que el fluido alcanzaba una altura de 700 cm cúbicos para de esa manera determinar según los parámetros de clasificación del número de Reynolds si era un régimen laminar, de transición o turbulento, obteniendo valores para el régimen laminar de 1036,44 y 1699,4, de transición 2213,56 y 2333,21 y por ultimo para un régimen turbulento 4328,48 y 4467,16. PALABRAS CLAVES: Fluido, numero de Reynolds, régimen, laminar, turbulento. ABSTRACT In this practice of fluid mechanics is required to experimentally determine the Reynolds number for a fluid in a short free download tube. Reynolds apparatus, a test tube, stopwatch, thermometer, buckets of water, dye, and water hose was used. Initially allowed to flow water through the apparatus of Reynolds and the temperature thereof was made by regulating the flow through the valve, then the dye was released and regime type was classified according to the observations, finally using the thermometer and probe the time in which the fluid reached a height of 700 cm cubic to thereby determine according to classification parameters Reynolds number if it was a laminar, transitional or turbulent, obtaining values for the regime was measured laminar 1036.44 and 1699.4, 2213.56 and 2333.21 transition and last for a turbulent 4328.48 and 4467.16. KEYWORDS: Fluid Reynolds number, regime, laminar, turbulent

serán tratados con base en los teoremas

1. OBJETIVOS

y fundamentos teóricos pertinentes. 

Determinar experimentalmente el número de Reynolds para un fluido en un tubo corto a descarga libre.



Observar el perfil parabólico y la turbulencia para regímenes de

La teoría se corrobora con la práctica al obtener valores límite para el número adimensional de Reynolds, sujeto a las condiciones bajo las cuales se realizan las experiencias. 3. MARCO TEORICO

flujos determinados.

El flujo es la cantidad de líquido que

2. INTRODUCCIÓN

pasa a través de una tubería de

La presente práctica tiene como fin

cualquier

determinar

determinado tiempo (t).

visualmente

las

diámetro

(D)

en

un

características de los diversos patrones de flujo en diferentes regímenes de

En dinámica

escurrimiento,

flujo

cantidad de fluido que circula a través de

laminar (flujo ordenado en capas o

una sección del ducto por unidad de

láminas, lento) del flujo turbulento (flujo

tiempo. Donde el caudal es:

diferenciando

el

desordenado, rápido) y del flujo en transición

(características

del

flujo

de

fluidos, caudal es

la

Q=vA (1)

laminar y turbulento a la vez). Se

El movimiento de los fluidos puede

relacionará

clasificarse de muchas maneras, según

la

velocidad

y

las

propiedades físicas de un fluido.

diferentes

El número de Reynolds es un número

diferentes características, este puede

adimensional utilizado en mecánica de

ser:

fluidos, diseño de reactores y fenómenos de

transporte

para

caracterizar

la

naturaleza de un flujo.



criterios

y

según

sus

Flujo turbulento: En este tipo de flujo las partículas del fluido se mueven en trayectorias erráticas,

los

es decir, en trayectorias muy

conocimientos teóricos con la práctica,

irregulares sin seguir un orden

mediante un proceso de recolección de

establecido,

ocasionando

datos en laboratorio que posteriormente

transferencia

de

Se

pretende

demostrar

cantidad

la de



movimiento de una porción de

adimensional aparece en muchos casos

fluido a otra, de modo similar a la

relacionado con el hecho de que el flujo

transferencia

pueda considerarse laminar (número de

de

cantidad

de

movimiento molecular pero a una

Reynolds muy pequeño)

o turbulento

escala mayor.

(número de Reynolds muy pequeño).

Flujo laminar: Se caracteriza porque el movimiento de las partículas del fluido se produce siguiendo trayectorias regulares,

bastante

separadas

Para un fluido que circula por el interior de una tubería circular recta, el número de Reynolds viene dado por:

y

perfectamente definidas dando la

ℜ=

ρ vs D (2) μ

impresión de que se tratara de láminas o capas más o menos

O equivalentemente por:

paralelas entre sí, las cuales se deslizan suavemente unas sobre otras, sin

que

macroscópica

exista o

intercambio

Reynolds (Re)

Dónde: ρ : Densidad del fluido

EL NÚMERO DE REYNOLDS de

vs D (3) v

mezcla

transversal entre ellas.

El número

ℜ=

v s : Velocidad característica del es

fluido

un número adimensional utilizado en la ciencia de mecánica de fluidos, diseño de

reactores y fenómenos

transporte para

caracterizar

de el

movimiento de un fluido.

viscosidad,

través de la cual circula el fluido o longitud característica del sistema μ : Viscosidad dinámica del

El número de Reynolds relaciona la densidad,

D : Diámetro de la tubería a

velocidad

y

dimensión típica de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en numerosos problemas de dinámica de fluidos. Dicho número o combinación

fluido v : Viscosidad cinemática del fluido (m²/s) μ v = (4) ρ

Además el número de Reynolds permite

para cada tipo de flujo y se midieron tres

predecir el carácter turbulento, laminar o

tiempos diferentes para cada uno.

en transición en ciertos casos. 

Si



Si

5. MATERIALES

ℜ...