Reynolds

Universidad del Norte Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental

Laboratorio de Hidráulica Experimento de Reynolds Profesor: Humberto Avila, Ph.D.

EXPERIMENTO DE REYNOLDS: FLUJO LAMINAR Y TURBULENTO Agosto de 2009 Profesor: Humberto Ávila, Ph.D. Monitora: Karina Díaz Resultados de Aprendizaje

1.

O2: Habilidad para diseñar y conducir experimentos, así como para analizar e interpretar datos. O7: Habilidad para comunicarse efectivamente. 2.

Objetivos: Observar en la tubería flujo laminar, transición y turbulento. Analizar y discutir los resultados

• • 3.

Procedimiento del experimento

Equipos:

• • • •

Para llevar a cabo la realización de esta prueba se requiere: Banco hidráulico para permitir la medida del caudal. El sistema de prueba de Reynolds. Un cronometro que permita determinar el tiempo de recolección de fluido. Un termómetro.

Figura 1. Montaje de Tubería

1

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Procedimiento: 1. Prepare el banco de pruebas para realizar el experimento, y asegúrese que la base es horizontal. Prenda la motobomba. 2. Fije la campana y cuidadosamente coloque las esferas de cristal en el tanque 3. Una vez que el nivel de agua en el tanque de prueba alcance el tubo de descarga, ajuste la válvula de control para producir un caudal bajo. 4. Vierta tinta al recipiente de suministro de tinta hasta aproximadamente dos tercios de su llenado total. Fije la aguja hipodérmica y mantenga el ensamble de tinta sobre el recipiente y abra la válvula, para chequear flujo libre de tinta. 5. Ajuste la válvula de control de tinta hasta un flujo lento con una indicación clara de tinta 6. Incremente el caudal abriendo la válvula de control de flujo del aparato y repita la inyección de tinta para visualizar el flujo de transición y luego, a grandes caudales para observar flujo turbulento. 7 . Mida el caudal usando el método volumétrico. Mida los tiempos. (Tabla 3). 8. Mida la temperatura. 9. Tome fotos incluyendo: materiales y fotos durante el procedimiento.

Tabla 1. Datos Experimento de Reynolds.

Volumen (L), V

Tiempo (s), t

Caudal (L/s)

Caudal Promedio (m^3/s), Q

Velocidad (m/s), Vel

Reynolds, Re

Flujo Laminar

Transición

Turbulento

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4.

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Cálculos

Las siguientes dimensiones del equipo se utilizan para los cálculos propuestos. Diámetro de la tubería de prueba: d=0,010 m Área de sección de la tubería de prueba: A=7,854 x 10-5 m2 • •

5.

Determinar los caudales volumétricos. Determine la viscosidad cinemática de los datos suministrados en la tabla y calcule el número de Reynolds correspondiente a este tipo de flujo Análisis y discusión de resultados

° Comente sobre los resultados obtenidos comparándolos con la teoría relacionada con el primer experimento de Reynolds. 6.

Contenido del reporte

El reporte de laboratorio debe ser preparado a mano ° ° ° ° ° ° ° ° ° °

Introducción Objetivos Marco teórico (Tipos de Flujo) Implementos Procedimiento Datos experimentales Cálculos Análisis de resultados Referencias Anexos: Registro fotográfico

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Temp ªC 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

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VISCOSIDAD CINEMÁTICA DEL AGUA A PRESIÓN ATMOSFÉRICA Viscosidad cinemática Temp Viscosidad cinemática (m2/s x 10-6) ªC (m2/s x 10-6) 1.793 25 0.893 1.732 26 0.873 1.674 27 0.854 1.619 28 0.836 1.568 29 0.818 1.520 30 0.802 1.474 31 0.785 1.429 32 0.769 1.386 33 0.753 1.346 34 0.738 1.307 35 0.724 1.270 36 0.711 1.235 37 0.697 1.201 38 0.684 1.169 39 0.671 1.138 40 0.658 1.108 45 0.602 1.080 50 0.554 1.053 55 0.511 1.027 60 0.476 1.002 65 0.443 0.978 70 0.413 0.955 75 0.386 0.933 80 0.363 0.911 85 0.342

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