Practica N°4 - Clasificación de Tipos de Flujo - Experimento de Reynolds

UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTA MARÍA 

 

FACULTA DE ARQUITECTURA, INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

U

Curso: Laboratorio de Hidráulica Docente:   Docente: Ing. Nancy Aguilar Mestas Alumnos:

C

Apellidos y Nombres Castro Coloma, Luigui Ademir Chuquisana Huayhua, Juan Carlos Ramos Diaz, Scarlet Cecilia Revilla Caira, Andre Jose Luis Solis Chaucayanqui, Chaucayanqui, Greizel Fiorella Yvonne Sucari Gomez, Fernando Darwin Tema: CLASIFICACIÓN DE TIPOS DE FLUJO – EXPERIMENTO DE

S

REYNOLDS Grupo: 06

AREQUIPA-PERÚ

M

-2021-

 

 

ÍNDICE INTRODUCCIÓN ______________________________________________________________________ 4   ANTECEDENTES ______________________________________________________________________ 4   1.   OBJETIVOS _______________________________________________________________________ 5  

1.1   1.1

OBJETIVOS OBJETI VOS GENE GENERAL: RAL: ______________ _____________________________ ______________________________ ____________________________ _____________ 5  5 

1.2   1.2

OBJETIVOS OBJETI VOS ESPECÍ ESPECÍFICOS FICOS:: _______________________ ______________________________________ _______________________________ ________________ 5 

2.   MARCO TEÓRICO: ________________________________________________________________ 5  

2.1  DEFINICIONES________________________________________________________________ 5  2.1  5  Caudal ____________________________________________ _____________________________________________________________________________ _________________________________ 5 Número de Reynolds (Re)____________________________________________ ____________________________________________________________ ________________ 5 Tipos de Flujo _____________________________________________ ______________________________________________________________________ _________________________ 6 Banco Hidráulico F1-10 _____________________________________________________ _____________________________________________________________ ________ 6 Partes del Banco Hidráulico _______________________________________________ _______________________________________________________ ________ 7 Requerimientos del Equipo ________________________________________________ ________________________________________________________ ________ 7 Aparato Osborne Reynolds (F1-20) __________________________________________________ 7 Partes del de l Aparato Osborne Reynolds ______________________________________________ 8 Características del Equipo _________________________________________________ _________________________________________________________ ________ 9 2.2  DESCRI 2.2  DESCRIPCIÓN PCIÓN DEL MARC MARCO O TEÓRICO _________ _________________________ ______________________________ __________________ ____ 9  9  Experimento ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 9 Materiales _________________________________________________ _________________________________________________________________________ ________________________ 10 Procedimiento Experimental ________________________________________________________ ________________________________________________________ 10 2.3   2.3

HIPÓTESIS __________________________________________________________________ 11  11 

2.4  2.4  a) a)

VARIABLES______________ VARIABLES _____________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________ _______ 11  11  Variables Independientes _______________________________________________ ______________________________________________________ _______ 11 Variables Independientes _______________________________________________ ______________________________________________________ _______ 12

3.   CONCLUSIONES _________________________________________________________________ 12   4.   RECOMENDACIONES: ____________________________________________________________ 12   5.   ANEXOS ________________________________________________________________________ 13  

TOMA DE DATOS _____________________________ ______________ ______________________________ ______________________________ ______________________ _______ 13  13  CÁLCULOS Y RESUL CÁLCULOS RESULTADOS TADOS __________ _________________________ _____________________________ ______________________________ __________________ __ 14  14  1. Cálculos previos _______________________________________________ _______________________________________________________________ ________________ 14 2. Cálculo del área _______________________________________________ _______________________________________________________________ ________________ 15 3. Conversión de unidades y obtención de caudales promedio _____________________ _____________________ 15 CÁLCULOSS ______________________________ CÁLCULO _______________ ______________________________ ______________________________ ___________________________ ____________ 16  16  1. 2.

Cálculo de las velocidades promedio ___________________________________________ 16 Cálculo del número de Reynolds ______________________ _______________________________________________ _________________________ 17

 

RESULTADOS RESULT ADOS_______________________________ _______________ ______________________________ ______________________________ _________________________ _________ 17 17   6.   ACTIVIDADES ___________________________________________________________________ 18   7.   REFERENCIAS ____________________________ ______________ ________________ _________ 20  

ÍNDICE DE IMÁGENES Imagen N°1: tipos de flujos (regímenes) (Cuerva d del el Ingeneiro Civil, 2016) _________________ 6 Imagen N°2: N°2 : Banco hidráulico F1-10 (TecnoEdu, s.f.) ______________________________________ 7 Imagen N°3: Aparato Osborne Reynolds F1-20 (armfield, 2020) ___________________________ 9 Imagen N°4: gráfica del número de Reynolds en función del d el caudal ________________________ ______________________ 19 Imagen N°5: Gráfica del número de Reynolds en función de la velocidad __________________ 19 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1 - Toma de datos _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 13 Tabla 2 - diámetro _____________________________________________________ _____________________________________________________________________ ________________ 13 Tabla 3 – Toma de temperaturas para interpolación______________________________________ 14 Tabla 4 – Primer caso obtención del Primer caudal _______________________________________ 15 Tabla 5 – Segundo caso obtención del Segundo caudal ___________________________________ 15 Tabla 6 – Tercer caso obtención del Tercer ccaudal audal _______________________________________ 16 Tabla 7 – Promedio de caudales_________________________________________________________ _________________________________________________________ 16 Tabla 8 – Obtención de la velocidad promedio ___________________________________________ 16 Tabla 9 – Obtención del de l Número d dee Reynolds____________________________________________ 17 Tabla 10 – Obtención del de l Número de Reynolds __________________________________________ 17 Tabla 11 – Clasificación del numero de R Reynolds eynolds ________________________________________ 18 Tabla 12 – Determinación del Tipo de Flujo______________________________________________ 18

 

INTRODUCCIÓN En el ensayo de Osborne Reynolds se representan el flujo laminar y turbulento. Aquí se puede observar, a partir de una velocidad límite, la transición de flujo laminar a turbulento. Para evaluar si un flujo es laminar o turbulento se utiliza el número de Reynolds. Se representan en color las líneas de corriente en el flujo laminar o turbulento con ayuda de un contraste introducido (tinta). A partir de los resultados del d el ensayo se determina el número de Reynolds crítico. ANTECEDENTES Reynolds estudió las condiciones en las que el flujo de fluido en las tuberías pasó de un flujo laminar a un flujo turbulento. t urbulento. En 1883, Reynolds demostró la transición al flujo turbulento een n un experimento clásico en el que q ue examinó el comportamiento del flujo de agua bajo diferentes velocidades de flujo utilizando un pequeño chorro de agua teñida introducido en el centro del flujo en una tubería más grande. La tubería más grande era de vidrio por lo que se podía observar el comportamiento de la capa de flujo teñido, y al final de esta tubería había una válvula de control de flujo que se usaba para variar la velocidad del agua dentro del tubo. Cuando la velocidad era baja, la capa teñida permanecía distinta a lo largo de toda la longitud del tubo grande. Cuando se incrementó la velocidad, la capa se rompió en un punto dado y se difundió por toda la sección transversal del fluido. De estos experimentos se obtuvo el número de Reynolds adimensional para la similitud dinámica: la relación entre las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas. Reynolds también propuso lo que ahora se conoce como el promedio de Reynolds de flujos turbulentos, donde cantidades como la velocidad se expresan como la suma de los componentes medios y fluctuantes. Este promedio permite una descripción "masiva" del flujo turbulento, por ejemplo, utilizando las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds.

 

1.  OBJETIVOS 1.1 OBJETIVOS GENERAL:   Observar el flujo laminar, transicional, turbulento y perfil de velocidad.

−

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS:   Calcular el número de Reynolds, para verificar el tipo de flujo observado

−

2.  MARCO TEÓRICO: 2.1 DEFINICIONES Caudal Volumen de agua que atraviesa una superficie en un tiempo determinado.

    =  =  Número de Reynolds Re) El número de Reynolds (Re) es un parámetro adimensional cuyo valor indica si el flujo sigue un modelo laminar o turbulento. El número de Reynolds depende de la velocidad del fluido, del diámetro de tubería, o diámetro equivalente, si la conducción no es circular, y de la viscosidad cinemática o en su defecto densidad y viscosidad dinámica. En una tubería circular se considera:   Re < 2300 El flujo sigue un comportamiento laminar.

−

  2300 < Re < 4000 Zona de transición de laminar a turbulento.

−

  Re > 4000 El fluido es turbulento.

−

El número de Reynolds relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica de un flujo een n una expresión adimensional. Dicho número o 20 combinación adimensional aparece en muchos casos relacionado con el hecho de que el flujo pueda considerarse laminar o turbulento. (Mott, 2006)

 =  ∗  ∗  =  ∗    =     

 

Donde: ρ = Densidad del fluido

μ = Viscosidad dinámica del fluido

v = Velocidad del fluido  

D = Diámetro interno de la tubería

V = Viscosidad cinemática del fluido

Tipos de Flujo El flujo puede ser laminar, turbulento o transicional según el efecto e fecto de la viscosidad en relación con la inercia.  si las fuerzas viscosas son muy fuertes en relación a las fuerzas   El flujo es laminar  si

−

inerciales. En el flujo laminar, las partículas de agua se mueven en trayectorias suaves definidas o líneas de corriente.  si las fuerzas viscosas son débiles en relación con las fuerzas   El flujo es turbulento  si

−

inerciales. En flujo turbulento, las partículas del agua se mueven en e n trayectorias irregulares, que no son suaves ni fijas, pero que en conjunto todavía t odavía representan el movimiento hacia delante de la corriente entera.   El flujo transicional  es  es el flujo comprendido entre el flujo laminar y turbulento,

−

realmente es el paso de flujo laminar a flujo turbulento. turbulento . 

Imagen N°1: tipos de flujos (regímenes) (Cuerva del Ingeneiro Civil, 2016) Banco Hidráulico F1-10 El banco hidráulico es parte de un sistema de equipos y elementos necesarios para realizar prácticas en los principales temas tratados dentro de la parte tteórica eórica relacionados con la hidráulica. Con este banco hidráulico podemos demostrar y ver las diferentes leyes y teoremas que hay en hidráulica o mecánica de fluidos, tanto para estática de fluidos como para la

 

dinámica de fluidos. Por ejemplo, para la ley de Bernoulli, presión hidrostática, etc. (TecnoEdu, s.f.) Partes del Banco Hidráulico 1.  Botón de encendido

5.  Válvula de purga

2.  Escala y medidor del nivel de

6.  Tanque volumétrico 7.  Porta Vertederos

agua 3.  Válvula de control de flujo

8.  Vernier interno

4.  Válvula de drenaje del tanque

9.  Canal de flujo

sumidero

Imagen N°2: Banco hidráulico F1-10 (TecnoEdu, s.f.)

Requerimientos del Equipo   Requiere una alimentación eléctrica de 110V.

−

  Para llenar el tanque colector es necesario un suministro temporal de agua. La

−

conexión al suministro de agua no es necesaria cuando el equipo está en uso.   Evitar dejar el equipo conectado al finalizar un trabajo, dejar agua en los recipientes

−

al finalizar un trabajo, dejar el equipo expuesto a luz solar excesiva o en ambientes de más de 80% de humedad relativa.  relativa.  

Aparato Osborne Reynolds F1-20) Este artículo está destinado a reproducir los experimentos clásicos realizados por el profesor Osborne Reynolds sobre la naturaleza del flujo laminar y turbulento.

 

  Reproduciendo los experimentos clásicos realizados por el profesor Osborne

−

Reynolds sobre la condición del flujo de fluidos   Observación del perfil de velocidad y flujo laminar, transicional, turbulento

−

El equipo opera en orientación vertical. Un tanque colector que contiene medios me dios calmantes proporciona una carga constante de agua a través de una entrada de boca de campana a la tubería de visualización de flujo.

El flujo a través de esta tubería se regula mediante una válvula de control en el eextremo xtremo de descarga. El caudal de agua a través de la tubería t ubería se puede leer en el medidor de flujo digital o se puede medir utilizando el tanque volumétrico (o cilindro de medición) del banco de hidráulica. Por lo tanto, se puede determinar la velocidad del agua para permitir el cálculo del número de Reynolds.

El equipo utiliza una técnica de inyección de tinte similar a la del aparato original de Reynolds para permitir la observación de las condiciones de flujo. (armfield, 2020)

Partes del Aparato Osborne Reynolds 1.  Tornillo de ajuste de altura

8.  Válvula de control de flujo de tinte

2.  Tanque de cabeza

9.  Aguja de inyección de tinte

3.  Entrada de Bellmouth

10. Tubería de rebose

4.  Tubo de entrada

11. Canicas de vidrio

5.  Tubo de vidrio

12. Válvula de control de flujo

6.  Pies ajustables

13. Tubo de salida

7.  Depósito de tinte

 

 

1. 

7.  8. 

2.  9.  3. 

4.  5. 

10.  11.  12.  13. 

6. 

Imagen N°3: Aparato Osborne Reynolds F1-20 (armfield, 2020)

Características del Equipo   Ducto de ensayos vertical, alimentado desde un tanque superior, con un sistema

−

amortiguador de turbulencias.  turbulencias.    Entrada a la sección de prueba con campana invertida para obtener una entrada

−

suave del fluido.   Sistema de inyección de tinta que permite visualizar las características del flujo.

−

  Con conectores rápidos para montar con facilidad sobre el Banco Hidráulico.

−

2.2 DESCRIPCIÓN DEL MARCO TEÓRICO Experimento La tinta es usada para visualizar el flujo. Una corriente lineal fina indica que el flujo es laminar y puede ser producida abriendo ligeramente la válvula de salida para lograr log rar una velocidad baja.

 

A una relación de flujo alta, ocurre el flujo turbulento. t urbulento. Para producir una relación de flujo alta, abra la válvula de salida. La línea de flujo es rota y dispersa en el flujo turbulento. Se considerará:   2000 < Re < 4000 Flujo Critico.

−

  Re < 2000 El flujo sigue un comportamiento laminar

−

  Re > 4000 El fluido es turbulento.

−

Materiales   Aparato Osborne Reynolds F1-20

−

  Banco Hidráulico F1-10

−

  Recipiente de medidor de

−

−

−

−

volumen

  Cronometro

  Termómetro

  Colorante azul de metileno

  Agua

−

Procedimiento Experimental   Colocar el aparato de Reynolds en una superficie fija sin vibraciones, para

•

asegurarnos que la base sea horizontal e ntrada del tanque de cabeza.   Conectar el flujo de salida del banco a la tubería de entrada

•

  Colocamos el tubo de desbordamiento del tanque de cabeza en el tanque

•

volumétrico del banco hidráulico   Conectamos una pequeña manguera a la válvula de control de flujo del aparato y

•

lo fijaremos en una posición estable dentro de una poza de laboratorio dejando suficiente espacio debajo del extremo de la manguera para insertar un cilindro medidor   Encenderemos la bomba y abriremos ligeramente la válvula del control del flujo del

•

aparato y la válvula del banco para posteriormente dejar que el tanque principal se llene de agua asegurándonos que la tubería de visualización de flujo esté debidamente llena.   Una vez que el nivel de agua en el tanque principal alcanza el tubo de

•

desbordamiento, ajustaremos la válvula del control del banco para producir una

 

tasa de desbordamiento baja, a fin de mantener un tirante efectivo constante y evitar rebasamientos.   Nos aseguramos de que la válvula de control de tinte esté cerrada y agregaremos

•

tinte azul al depósito de este hasta 2/3 del lleno total.   Cerraremos la válvula de control de tinte y luego montaremos el inyector de tinte

•

en el tanque principal para así bajar el inyector hasta que la punta de la aguja esté ligeramente por encima de la boca de campana y esté centrada en su eje.   Ajustaremos la válvula del banco y la válvula de control de flujo para devolver una

•

tasa de desbordamiento a una pequeña cantidad y dejaremos que el aparato repose por 5 minutos   Ajustaremos la válvula de control de flujo para alcanzar un flujo de salida lento.

•

Posteriormente podemos visualizar los tipos de patrones de flujos.   Mediremos la tasa volumétrica de flujo a través del método volumétrico y también

•

mediremos la temperatura de agua con el termómetro. t ermómetro.   Al finalizar, regresaremos el tinte restante al recipiente de almacenamiento.

•

  Enjuagaremos bien el depósito de tinta para asegurarnos que no quede tinta en la

•

válvula, el inyector o la aguja.

2.3 HIPÓTESIS   Un tanque de carga con material de amortiguación (mantiene un nivel constante de

−

agua mediante una entrada ent rada en forma de campana hacia el tubo de visualización del flujo).   Una válvula ubicada en la descarga (para regular caudal)

−

  Inyección de tinta similar a la que aplicó Reynolds en su dispositivo original para

−

observar las condiciones del flujo.

2.4 VARIABLES a)  Variables Independientes   Tiempo transcurrido que tarda en llenar el volumen, tomado gracias al cronómetro.

−

  Volumen calculado en el régimen al cual pertenece el flujo

−

 

  Dimensiones para las diferentes longitudes del banco hidráulico

−

a)  Variables Independientes   Identificar según el número de Reynolds el régimen al cual pertenece el flujo

−

s i coincide con la practica dada.   Corroborar los diferentes resultados si

−

3.  CONCLUSIONES   Se logro determinar el número de Reynolds de manera analítica, esto para poder

−

clasificar el tipo de flujo según el número núme ro de Reynolds y así poder hacer una comparación con el régimen observado en la experimentación, se realizó esta comparación y se obtuvo que se tiene un 75% de compatibilidad compat ibilidad presentando la única variación en la medición número 3.   Conociendo la aplicación que tendría esta experimentación, al conocer las distintas

−

expresiones que dan lugar al número de Reynolds podemos tener en cuenta la aplicación de estos conocimientos, la cual es muy importante. Por ejemplo, si el flujo a calcular se emplearía en conductos c onductos cerrados o abiertos, también consideraciones como el comportamiento del fluido en función de la cantidad de energía que se disipa y sabemos que esto depende de la clasificación del flujo, básicamente clasificamos el flujo para conocer el comportamiento de este.   De acuerdo con la expresión que define el número de Reynolds podemos encontrar

−

varias relaciones, si nos enfocamos en lo que respecta a velocidad, si tuviéramos tuviéra mos un mayor caudal tendríamos un mayor número de Reynolds como también si tuviéramos un área mayor es decir básicamente un diámetro mayor se tendría un menor número de Reynolds. 4.  RECOMENDACIONES:   Se recomienda tener un conocimiento mínimo sobre el equipo y materiales a emplear,

−

esto para poder mejorar la experimentación y reducir la probabilidad de errores.   Se recomienda el uso adecuado de los distintos Epp’s de seguridad para no tene r

−

ningún problema en la experimentación.

 

  Se recomienda tener cuidado con las unidades empleadas en los cálculos, para no

−

tener ningún error en el resultado final, así mismo tener en cuenta en el caso de la temperatura al determinar una viscosidad cinemática para una determinada det erminada temperatura, debemos usar una fuente confiable para que así no se difiera mucho del resultado optimo.   En caso tengamos otro tipo de datos para realizar la experimentación, sean estos la

−

densidad o la viscosidad dinámica, se recomienda tener conocimiento de otras expresiones relacionadas con el número de Reynolds.

5.  ANEXOS TOMA DE DATOS De acuerdo con la siguiente tabla donde apreciamos 3 tomas de datos, las cuales no presentan volúmenes colectados y tiempos transcurridos debemos de calcular el número de Reynolds para así poder clasificar de manera directa el tipo de flujo que se presenta y compararlo con el régimen observado en la experimentación. Toma de datos I

II

III

Medició n

Volumen colectad o L)

Tiemp o s)

Volumen colectad o L)

Tiemp o s)

Volumen colectad o L)

Tiemp o s)

1

0.13

15.94

0.06

8.14

0.03

2

0.1

5.37

0.03

1.89

3

0.5

15.42

1

4

0.13

3.12

0.12

Temperatur a C o)

Régimen observado

4.88

21

Laminar

0.06

3.36

21

Transición

30.72

1.5

54.08

21

3.05

0.17

3.84

21

Turbulent o Turbulent o

Tabla 1

Toma de datos

También debemos considerar el diámetro interno que se obtiene a partir de las especificaciones técnicas del equipo.

Diámetro

  m)

Tabla 2

0.01

diámetro

 

CÁLCULOS Y RESULTADOS 1.  Cálculos previos “Determinación de la viscosidad cinemática teniendo como dato base una temperatura de

21 C o    ”     

Para calcular la viscosidad cinemática correspondiente utilizaremos la siguiente tabla y procederemos a calcular.

Imagen N°4: Tabla de temperaturas (Rocha) Se toma como referencia el intervalo de 20 C o a 25 C o , por lo cual tenemos: Temperatura C o) 20

Viscosidad cinemática m 2 /s ) 0.00000102

25

0.000000894

Tabla 3

Toma de temperaturas para interpol interpolación ación

Como se tiene un intervalo y suponiendo que la variación de la viscosidad cinemática a partir de la temperatura es constante, aplicaremos lo siguiente:

 = −  (  )   = −  (0.000001020.000000894 )  5  =   0.0025 25  1100−6  −6  0 −6   = 1.=0022.  10 0.0 .025 25  10 −  .      /  

 

2.  Cálculo del área Emplearemos la siguiente expresión.

 ∙   =       = ∙0.01 4     = . .   −   3.  Conversión de unidades y obtención de caudales promedio Se procede con la conversión del volumen colectado en litros a m 3 , los dividiremos por toma de datos.

I Medición

Volumen colectado L )

Volumen colectado m 3 )

Tiempo s )

Caudal

1

0.13

0.00013

15.94

8.15558E-06

2

0.1

0.0001

5.37

1.8622E-05

3

0.5

0.0005

15.42

3.24254E-05

4

0.13

0.00013

3.12

4.16667E-05

Tabla 4

Primer caso obtención del Primer caudal

II Medición

Volumen colectado L )

Volumen colectado m 3)

Tiempo s )

Caudal m 3 /s )

1 

0.06

0.00006

8.14

7.37101E-06

2 

0.03

0.00003

1.89

1.5873E-05

3 

1

0.001

30.72

3.25521E-05

4 

0.12

0.00012

3.05

3.93443E-05

Tabla 5

Segundo caso obtención del Segundo caudal caudal

 

III Medición

Volumen colectado L )

Volumen colectado m 3 )

Tiempo s )

Caudal m 3 /s )

1 

0.03

0.00003

4.88

6.14754E-06

2 

0.06

0.00006

3.36

1.78571E-05

3 

1.5

0.0015

54.08

2.77367E-05

4 

0.17

0.00017

3.84

4.42708E-05

Tabla 6

Tercer caso obtención del Tercer caudal

De acuerdo con los resultados de caudal presentado procederemos a hallar los caudales promedio respecto al número de medición, utilizaremos la siguiente expresión:

 =  +  +   Medición

Caudal promedio m 3 /s )

1

7.22471E-06   7.22471E-06

2

1.74507E-05   1.74507E-05

3

3.09047E-05   3.09047E-05

4

4.17606E-05   4.17606E-05

Tabla 7

Promedio de caudales

CÁLCULOS 1.  Cálculo de las velocidades promedio Como tenemos ya el caudal promedio obtenido en el apartado anterior y también tenemos el área constante, podemos hallar las velocidades promedio, usaremos la siguiente expresión:

 =    Caudal promedio m 3/s )

1 

7.22471E-06

0.0920

2 

1.74507E-05

0.2222

3 

3.09047E-05

4 

4.17606E-05 Tabla 8

área m 2)

Velocidad promedio m /s )

Medición   Medición

7.854 E-05

Obtención de la velocidad promedio

0.3935 0.5317

 

2.  Cálculo del número de Reynolds Finalmente procedemos a calcular el número de Reynolds con los datos anteriormente calculados, para esto usaremos la siguiente expresión:

 =  ∙   Donde:  =  diámetro    =  =  viscosidad cinemática  =

 = Numero de Reynolds  =   =  velocidad promedio  = Presentamos nuestros resultados: Diámetro m)

Viscosidad cinemática m 2/s )

 

Medición

Velocidad promedio m /s )

1 

0.0920

924.69

2 

0.2222

2233.51

3  4 

0.3935 0.5317

0.01

Tabla 9

N. de Reynolds

0.9948 E-6

3955.48 5344.92

Obtención del Núm ero de Reynolds

RESULTADOS Finalmente se lograron hallar todas las variables necesarias para determinar el número de Reynolds, se presenta la siguiente tabla de resumen: Medición

Caudal promedio m 3 /s )

Velocidad promedio m /s )

1 

7.22471E-06

0.0920

2 

1.74507E-05

0.2222

3 

3.09047E-05

0.3935

4 

4.17606E-05

0.5317

Tabla 10

Diámetro   m)



Viscosidad cinemática m 2 /s )

N. de Reynolds 924.69

0.01

0.9948 E-6

Obtención del Núm ero de Reynolds

2233.51 3955.48 5344.92

 

1.  Clasificación del tipo de flujo Para la clasificación correcta del flujo tendremos en cuenta la siguiente tabla: N. de Reynolds < 2000 2000 A 4000 > 4000

Tipo de flujo Laminar Transición Turbulento

Tabla 11

Clasificación Clasifi cación del nume ro de Reynolds

Finalmente, de acuerdo la tabla de clasificación de flujo, procedemos a clasificar nuestros flujos en base al número de Reynolds.

Medición

N. de Reynolds

Tipo de flujo

1

924.69

Laminar

2

2233.51

Transición

3

3955.48

Transición

4

5344.92

Turbulento

Tabla 12

Determinación del Tipo de Flujo

Realizando la comparación con el régimen observado (Tabla 1) tenemos una compatibilidad del 75 %, siendo el tipo de flujo de la medición numero 3 el cual presenta variación, siendo un flujo laminar en el régimen observado y un flujo transicional en nuestros resultados. 6.  ACTIVIDADES

a.  ¿Cómo varía el número de Reynolds con el aumento del caudal? Y ¿Cómo varia respecto a la velocidad? Grafique. Presentamos la gráfica del número de Reynolds en función del caudal, cauda l, vemos que varía de forma lineal, siendo directamente proporcionales es decir a un mayor caudal tenemos un mayor número de Reynolds.

 

 

Imagen N°5: gráfica del número de Reynolds en función del caudal   Presentamos la gráfica del número de Reynolds en función de la velocidad, vemos que varía de forma lineal y de igual manera ma nera que en el caso anterior la velocidad y el número de Reynolds son directamente proporcionales es decir a una mayor velocidad tendremos un mayor número de Reynolds.

Imagen N°6: Gráfica del número de Reynolds en función de la velocidad  

 

 

b.  ¿Qué aplicación en la ingeniería civil tiene el fenómeno estudiado? En la ingeniería civil se manejan sistemas de trasporte de fluidos donde este es principalmente es el agua, como por ejemplo sistemas de riego, alcantarillados, tuberías de transporte de agua potable entre otros. Para ello debemos estudiar su comportamiento en el trasporte bajo diferentes condiciones. Su mecánica es comprendida mediante el núme número ro de Reynolds que muestra el tipo de flujo que se maneja y así llegar a conclusiones de pérdidas de energía por fricción y de más variables de su comportamiento. (Calderon, 2018)

7.  REFERENCIAS armfield. (2020). armfield . Obtenido de https://armfield.co.uk/produ http s://armfield.co.uk/product/f1-20-osbornect/f1-20-osbornereynolds-demonstration/ Calderon. (2018). Studocu . Obtenido de https://www.studocu.com/ https://www.studocu.com/pe/login pe/login Cuerva del Ingeneiro Civil. (11 de Noviembre de 2016). CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE FLUJO DE FLUIDOS, TIPOS DE FLUJO . Obtenido de https://www.cuevadelcivil.com/2011/01/conceptos-fundamentales-de-flujode.html Mott, R. L. (2006). Mecanica de Fluidos (Vol. Sexto). México: PEARSON . Obtenido Obten ido de https://avdiaz.files.wordpress.com/2008/10/fluidos-mott-6ed.pdf Rocha, A. (s.f.). Academia. Obtenido de HIDRÁULICA DE TUBERÍAS Y CANALES: https://www.academia.edu/9746328/HIDR%C3%81ULICA_DE_TU https://www.academia.edu/9746 328/HIDR%C3%81ULICA_DE_TUBER%C3%8DAS_Y_CA BER%C3%8DAS_Y_CA NALES TecnoEdu. (s.f.). TecnoEdu . Obtenido de https://tecnoedu.com/Armfield/C6MkIIA.php