Numero de Reynolds

FACULTAD: INGENIERÍA

ESCUELA PROFESIONAL: INGENIERÍA CIVIL

CURSO MECÁNICA DE FLUIDOS II

TEMA  NUMERO DE REYNOLDS

DOCENTE BADA ALAYO FLOR

INTEGRANTES RAMIREZ MELGAREJO SHILLEY LECCA PONCE PATRICIA CHIMBOTE-2018

INTRODUCCION

En la experiencia de Mecánica de Fluidos, hemos trabajado con una serie de instrumentos entre ellos, Cronometro, agua, violeta de genciana cuba de Reynolds, etc. Con la finalidad de demostrar los tipos de flujos que pueden  presentarse en el ensayo ensayo de laboratorio llamado llamado cuba de Osborne Reynolds. El experimento de Reynolds consiste en determinar los factores que afectan el movimiento de un fluido y en qué forma lo afectan. El movimiento de un fluido puede ser sinuoso (turbulento) o directo (laminar) dependiendo de: La viscosidad, La velocidad y La longitud característica. Este número es adimensional y puede utilizarse para definir las características del flujo dentro de una tubería. El número de Reynolds  proporciona una indicación de la pérdida de energía causada por efectos viscosos.

OBJETIVO: Visualizar y distinguir los distintos tipos de flujos: laminar, transitorio y turbulento.

MARCO TEÓRICO: DEFINICIONES Reynolds descubrió que la existencia de uno u otro tipo de flujo depende del valor que toma una agrupación adimensional de variables relevantes del flujo, parámetro al que se denomina en su honor como número de Reynolds. Se define el número de Reynolds, designado como Re, como:

Donde: V: la velocidad media del flujo (caudal/área transversal del conducto) D: diámetro. v: viscosidad cinemática del fluido.

El número de Reynolds es la relación entre las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas de la corriente fluida. Esta relación es la que determina la inestabilidad del flujo que conduce a un régimen turbulento. En todos los flujos existe un valor de este parámetro para el cual se produce la transición de flujo laminar a flujo turbulento, habitualmente denominado número de Reynolds crítico. Generalmente para flujo en tubos se establecen los siguientes valores críticos del número de Reynolds:

ANALOGIA DE REYNOLDS Reynolds hace la siguiente analogía: "Las circunstancias que determinan si el movimiento de tropas será una marcha o una confusión se parecen mucho a aquellas que determinan si el movimiento será directo o sinuoso. En ambos casos existe cierta influencia necesaria  para el orden: con las tropas es la disciplina; con el agua, su viscosidad o aglutinación. Cuanto mejor sea la disciplina de las tropas, o bien más glutinoso sea el fluido, menos  probable es que el movimiento regular se altere en alguna ocasión. Por otro lado; velocidad y tamaño son en ambos casos favorables a la inestabilidad: tanto más grande es la armada y más rápidas sus evoluciones tanto mayor es la oportunidad de desorden; así como el fluido, cuanto más ancho sea el canal y más rápida la velocidad tanto mayor es la probabilidad de remolinos. Con esto Reynolds concluye que la condición natural de un fluido no es el orden sino el desorden. En una longitud dada de tubería horizontal de diámetro constante por la cual circula un fluido bajo presión, la pérdida de energía se da como la diferencia de cabeza de presión entre los dos puntos de interés. Pérdidas de energía (hf) = h1 - h2, Donde la cabeza de presión en un punto se da como la presión en ese punto sobre el peso específico del fluido.

TIPOS DE FLUJOS: El tipo de flujo que se presenta en el desplazamiento de un fluido por un canal es muy importante en los problemas de dinámica de fluidos. Es por ello Cuando la velocidad de flujo es baja, su desplazamiento es uniforme. Sin embargo, cuando la velocidad es  bastante alta, alta, se observa observa una corriente corriente inestable en la que se forma remolinos remolinos o pequeños pequeños  paquetes de partículas de fluido que se mueven en todas las direcciones y con gran diversidad de ángulos con respecto respecto a la dirección normal del flujo. El primer tipo de flujo a velocidades bajas donde las capas de fluidos parecen desplazarse una sobre otras sin remolinos o turbulencias, se llama

“FLUJO LAMINAR”

y obedece a la ley de la

viscosidad de Newton. El segundo tipo de flujo a velocidades más altas, donde se forman remolinos que impacten al flujo una naturaleza fluctuante, se llama TURBULENTO”

“FLUJO

a) Flujo Laminar: La ecuación que gobierna el flujo es la de Poiseuille:

Donde: µ = viscosidad dinámica del fluido L = distancia entre piezómetros v = velocidad media del fluido Ρ =

densidad del fluido

g = aceleración de la gravedad D = diámetro interno del conducto Esta relación muestra que el gradiente hidráulico (hf/L) es directamente  proporcional a la velocidad velocidad media del flujo (hf/L α v). Este flujo suele ocurrir cuando el número de Reynolds es menor que 2000, definiendo el número de Reynolds (Re):

b) Zona-transición: Esta zona se establece por lo general cuando el número de Reynolds está entre 2000 y 4000

c) Flujo turbulento: La ecuación que gobierna este flujo es la de Darcy Weisbach:

Donde: λ:

es el coeficiente de fricción de Darcy.

Esta relación muestra que el gradiente hidráulico hf/L es directamente  proporcional al al cuadrado de la velocidad velocidad media del del flujo (hf/L α v2).

La relación entre λ  y  y

Re se puede definir como:

El flujo turbulento ocurre cuando el número de Reynolds es mayor que 4000.

DIFERENCIAS ENTRE FLUJO LAMINAR Y TURBULENTO