2º Laboratorio - Mecanica de Fluidos I Asd

7/25/2019 2 Laboratorio - Mecanica de Fluidos I Asd

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1. P*gina e t.tulo -------------------------------------------------- p*g 0

. "esumen -------------------------------------------------- p*g 2

!. Introuccin -------------------------------------------------- p*g 2

". 3eti#os -------------------------------------------------- p*g

1 3eti#os generales -------------------------------------------------- p*g 2 3eti#os espec.+icos -------------------------------------------------- p*g

#. nsa6o 1 - 'ua e "e6nols ----------------------------------------- p*g 4#.1)arco terico -------------------------------------------------- p*g 4#.)ateriales 6 e7uipos usaos ----------------------------------------- p*g #.!Proceimiento el e9perimento -------------------------------- p*g 8#."'*lculos 6 "esultaos ----------------------------------------- p*g %

$. nsa6o 2 - )esa e +lu3o laminar ---------------------------------------- p*g$.1)arco terico -------------------------------------------------- p*g$.)ateriales 6 e7uipos usaos ----------------------------------------- p*g$.!Proceimiento el e9perimento -------------------------------- p*g

%. nsa6o - )esa e analog.as e Sto:es ----------------------------- p*g%.1)arco terico -------------------------------------------------- p*g%.)ateriales 6 e7uipos usaos ----------------------------------------- p*g

%.!Proceimiento el e9periemento -------------------------------- p*g&. 'uestionario -------------------------------------------------------------------- p*g

81'uestionario !;01( )esa Laminar ------------------------------------- p*g&.'uestionario !;02( )esa e


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2

la seguna e9periencia nos traslaamos a la Mesa de flujo laminaronese oser# un +lu3o en os irecciones ?iireccionales@ 6 tami>n comoactAa un +luio en la presencia e un sumiero, +uentes o oletesFinalmente terminamos nuestra e9periencia con en la mesa de analogasde Stokeen la cual permiti la #isuali=acin el +lu3o en istintos per+iles, manera e comporta un +lu3oiireccional, 6 cmo se comporta un +luio cuano est* en contacto conistintos per+iles

. INT),D+CCI-N:

)uchos prolemas e iseCo en el *rea e +lu3o e +luio re7uieren unconocimiento e9acto e las istriuciones e #elocia 6 presin, pore3emplo el +lu3o el aire en las alas e un a#in, el +lu3o el agua en unarco, cu*l ser.a la +orma geom>trica m*s apropiaa en la construccin eun pilar construio a3o agua, aem*s el +lu3o e un +luio es inispensalecuano se #a a construir un puente, en tal caso se ee e#aluar el r>gimenel rio a atra#esar urante muchos aCos n el presente in+orme se a laase e nuestro criterio para oser#ar el +lu3o e un l.7uio Se anali=aetallaamente caa e9periencia reali=aa en el laoratorio gimen 7ue atra#iesa, 6 entener como este +lu3o

actAa en las i#ersas estructuras ci#iles( tales como pilares,puentes, i7ues, etc


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3

!. ,/ETIV,* E*2ECFIC,*:

3 Cu4a de )e5nolds:

ser#ar la i+erencia entre un +lu3o laminar, transitorio 6 turulento

tener meiante c*lculos el nAmero e "e6nols 6 comparar connuestras oser#aciones

3 Mesa de flu6o laminar:

ser#ar el +lu3o laminar 6 cmo actAa este en presencia e +uentes6 sumieros

ser#ar cmo se otiene el olete 6 la +ormacin el #alo e"an:ine

ser#ar one ocurren los puntos e estancamiento

3 Mesa de analo78as de *9oes:

". EN*A;, 1 < C+A DE )E;N,D*:

ste e7uipo permite #er la i+erencia +.sica e9istente entre un +lu3o laminar 6un +lu3o turulento con la a6ua e un colorante in6ectao en el e3e e untuo e #irio e 10 mm

1 MA)C, TE-)IC,:

E=>erimen9o )e5nolds:


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4

"e6nols uscaa eterminar si el mo#imiento el agua era laminar oturulento, e9isten #arias in+luencias para el oren, como su#iscosia o aglutinamiento, cuano m*s glutinoso sea el +luio,menos proale es 7ue el mo#imiento regular se altere en algunaocasin Por otro lao tanto la #elocia 6 el tamaCo son +a#orales ala inestailia, cuanto m*s ancho sea el canal 6 m*s r*pia la

#elocia ma6or es la proailia e remolinos La conicin naturalel +lu3o era, para "e6nols, no el oren sino el esorenB 6 la#iscosia es el agente 7ue se encarga e estruir continuamente lasperturaciones /na +uerte #iscosia puee contrarrestarse con unagran #elocia"e6nols a3o el punto e #ista imensional 6 con las ecuaciones+unamentales el mo#imiento comen= a resol#er ichas uas ticacontenia en la unia e #olumen, r/2, con el e+ecto #iscoso,representao por el es+uer=o e !eDton, m/Ec, one / es la

#elocia meia 6 c una longitu caracter.stica e la corriente enestuio ?el i*metro el tuo por e3emplo@ io origen al siguientepar*metro llamao G!Amero e "e6nolsG(

"esulta ser un par*metro sin imensiones, capa= e cuanti+icar laimportancia relati#a e las acciones mencionaas( un #alor pe7ueCoinica 7ue los e+ectos #iscosos pre#alecen, con lo 7ue el escurrimientoser* proalemente laminar, un #alor grane, es seCa e 7uepreomina la inercia, sugiere un comportamiento turulento eepues e9istir un #alor intermeio 7ue separe los os reg.menesB 6 este

ienti+icar* no solo la #elocia cr.tica, conoci>nose la #iscosia 6 lalongitu caracter.stica, sino tami>n la #iscosia 6 la #elociacr.ticas, aos los #alores e los otros os par*metros Ha.a ahora7ue acuir al e9perimento para con+irmar esta pre#isin

l tan7ue , e seis pies e largo, uno 6 meio e ancho 6 otro tantoe pro+unia, se #e le#antao siete pies por encima el piso, con el+in e alargar consieralemente el ra=o #ertical e la tuer.a e+ierro 7ue prolongaa, al otro lao e la pare el tan7ue, el tuo e#irio n utili=o un+lotaor, 7ue permite controlar al cent>simo e pulgaa la a3aa eni#el el agua en el tan7ue, 6 e pie sore la plata+orma el uen )rFoster, el a6uante, listo para regular, con una palanca gigantesca, elescurrimiento

Efec9o de inercia?Efec9o @iscoso r+? Bm+?c r+c?m


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5

l primer ensa6o se puo reali=ar el 22 e Ferero e 1880 "e6nols6 Foster llegaron temprano, llenaron el tan7ue con una manguera 6, elas 10 e la maCana a las os e la tare, lo e3aron escansar para7ue el agua se tran7uili=ara Luego se empe= el e9perimento e lamisma +orma 7ue las primeras tentati#as Se permiti al tinte +luir mu6espacio, 6 se ari un poco la #*l#ula l +ilamento coloreao se

estaleci como antes ?Fig a@ 6 permaneci mu6 estale al crecer la#elociaB hasta 7ue e repente con una le#e apertura e la #*l#ula,en un punto situao m*s o menos os pies antes el tuo e hierro, el+ilamento se e9pani 6 se me=cl con el agua, hasta llenar el restoel conucto con una nue coloreaa, 7ue a primera #ista parec.acomo un tinte uni+orme ?Fig @ Sin emargo, un e9amen m*scuiaoso re#elo la naturale=a e esa nue( mo#ieno el o3o a mooe seguir el a#ance e la corriente, la e9pansin el +ilete coloreao seeshi=o en mo#imiento onulatorio el +ilamento ien e+inio, primerosin ma6ores isturiosB luegoB espu>s e os o tres onas apareciuna secuencia e remolinos aislaos 6 per+ectamente claros ?Fig c@

Se les po.a reconocer astante ien al seguirlos con los o3osB pero seistingu.an me3or con el estello e un chispa=o, cerrano un po7uitola #*l#ula, los remolinos esaparecieron, 6 el +ilete coloreao sereconstitu6

Flu6o de un fluido real:

Los prolemas e +lu3os e +luios reales son mucho m*s comple3os7ue el e los +luios ieales, eio a los +enmenos causaos por lae9istencia e la #iscosia La #iscosia introuce resistencias almo#imiento, al causar, entre las part.culas el +luio 6 entre >stas 6 lasparees lim.tro+es, +uer=as e corte o e +riccin 7ue se oponen almo#imientoB para 7ue el +lu3o tenga lugar, ee reali=arse traa3ocontra estas +uer=as resistentes, 6 urante el proceso parte e laenerg.a se con#ierten calor La inclusin e la #iscosia permitetami>n la posiilia e os reg.menes e +lu3o permanente i+erente


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6

6 con +recuencia situaciones e +lu3o completamente i+erentes a los7ue se proucen en un +luio ieal ami>n los e+ectos e #iscosiasore el per+il e #elociaes, in#alian la suposicin e la istriucinuni+orme e #elociaes

Nmero de )e5nolds:

"e6nols puo generali=ar sus conclusiones acerca e lose9perimentos al introucir un t>rmino aimensional, 7ueposteriormente tom su nomre, como !umero e "e6nols(

ne("e( !Amero e "e6nols ?aimensional@

( ensia el +luio ?:gEm@( #elocia meia ?mEs@( i*metro interno el tuo ?m@K( #iscosia asoluta o in*mica el +luio ?:gEms@

"e6nols mostr 7ue ciertos #alores cr.ticos e+in.an las #elociaescr.ticas superior e in+erior para toos los +luios 7ue +lu6en en toos lostamaCos e tuos 6 eu3o as. el hecho e 7ue los l.mites e +lu3olaminar 6 +lu3o turulento se e+in.an por nAmeros simples

SegAn el nAmero e "e6nols para elAGUAlos +lu3os se i#ien en(

"e 2000 Flu3o laminar

2000 "e 4000 Flu3o ransitorio

"e M 4000 Flu3o turulento

MATE)IAE* ; E+I2,* +*AD,*:- Cuba de Reynolds:

Largo 1250 mm


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Mesa de Cuba de Reynolds

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8

Se reali= una re#e pruea aumentano e a pocos el +lu3o e agua,para #er una #ariacin r*pia e reg.menes laminar, transitorio 6turulento

2A*, ":

Se hi=o un an*lisis e resultaos tomano tiempo 6 +lu3o e #olumen eagua, para hacer en el siguiente .tem c*lculo el nAmero e "e6nols

2A*, #:

Se in6ecta colorante 6 #ol#emos al P


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9

n icha tala nos a un #alor para 2Q' una ensia e %%$2:gEm 6 para 24Q' un #alor e %%8 :gEm interpolano parasacar un #alor e la ensia a 25 Q' otu#imos(

- i*metro el tuo 0011 m

Clculos reali"ados:

-Primer ensayo:

a 10% ml M 000010% mt 1028 s

4 154ml M 0000154 mt 1512 s

c 20 ml M 000020 mt 2012 s

Finalmente sacano un promeio e los nAmeros e "e6nolsotenios en este e9perimento(

20000

Por ello lo oser#ao coincie con el rango es menor 7ue 20000, seoser# +lu3o laminar para ese #alor el nAmero e "e6nols

-Segundo ensayo:

a 82 ml M 000082 mt 102 s

%%50

A=

. D2

= 0.00

Q = 0.0000106031

V=Q

A= 0.111572748

R!"men #am"na$= . V . D

= 1327.80041%

Q = 0.0000101852

V=Q= 0.107175


= 1275.464415

Q = 0.0000102883

V=Q= 0.108259


= 1288.373507

Re = 1297.21278

Q = 0.0000797481

V=Q= 0.839160216

R!"men= . V . D

= 9986.643681(


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10

4 12$0ml M 00012$0 mt 155 s

c 41% ml M 000041% mt 5 s


M 40000

Por ello lo oser#ao coincie con el rango es ma6or 7ue 40000, seoser# +lu3o turulento para ese #alor el nAmero e "e6nols

-Tercer ensayo:

a 2%1 ml M 00002%1 mt 1015 s

4 440ml M 0000440 mt 14%1s

c $00 ml M 0000$00 mt 201$ s


Q = 0.0000811333

V=Q= 0.853736

= . V . D

= 10160.11225 (R!"men

Q = 0.0000780261

V=Q=

R!"men= . V . D

= 9771.003167 (

Re = 9972.58637

Q = 0.0000286700

V=Q=

R!"men= . V . D

= 3590.2

Q = 0.0000295104

V=Q

=

R!"men= . V . D

=

Q = 0.0000297619

V=Q=

R!"men= . V . D

=


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)*+nsayos,olumen-

'-s.

Q-m3/s

&-*C

-!/-m.s

-m

2

-m/s2

)*Re

Re!"men

Re$om.

109

10.2

8

0.0

000106031

23.5

0.0

00922

0.0

000950330.1

11572748

1327800415

#am"na$

154

15.1

2

0.0

000101852

23.5

0.0

00922

0.0

000950330.1

07175046

1275464415

#am"na$

207

20.1

2

0.0

000102883

23.5

0.0

00922

0.0

000950330.1

08259774

1288373507

#am"na$

823

10.3

2

0.0

000797481

23.5

0.0

00922

0.0

000950330.8

39160216

9986643681

&u$bulen'o

1260

15.5

3

0.0

000811333

23.5

0.0

00922

0.0

000950330.8

53736477

1016011225

&u$bulen'o

419

5.3

7

0.0

000780261

23.5

0.0

00922

0.0

000950330.8

21040321

9771003167

&u$bulen'o

291

10.1

5

0.0

000286700

23.5

0.0

00922

0.0

000950330.3

01683595

3590263828

&$ans"'o$"o

440

14.9

1

0.0

000295104

23.5

0.0

00922

0.0

000950330.3

10527296

3695510579

&$ans"'o$"o

600

20.1

6

0.0

000297619

23.5

0.0

00922

0.0

000950330.3

13173835

3727006408

&$ans"'o$"o

1

129.7

21.2

78

2

997.2

58.6

37

3

367.0

92.6

94

11

20000 40000

Se oser# una coe9istencia entre orenao 6 esorenaopreominano lo esorenao por ello se clasi+ica #isualmente como+lu3o transitorio lo cual coincie para ese #alor el nAmero e"e6nols

# continuacin se muestra un cuadro con los resultados

obtenidos$

Re = 3670.92694


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e acuero al cuaro anterior 6 a los resultaos otenios, nos inican 7ue mientrasm*s a3o sea el nAmero e "e6nols el +lu3o es m*s laminar hasta llegar a un puntollamao nAmero e Reynolds inferior one pasamos a oser#ar una etapa etransicin antes e las turulencia esta etapa e turulencia ocurre cuano el nAmeroe "e6nols supero cierto #alor llamao #alor e Reynolds suerior en lo terico,segAn los e9perimentos e "e6nols el nAmero e "e6nols in+erior es 2000 6 elnAmero e "e6nols superior es 40000 para el caso el agua, estos l.mites #ar.anpor7ue epenen e la temperatura 6 otros +actores one +ueron calculaos n el

caso e nuestro ensa6o tenieno en cuenta estos l.mites si se io una clasi+icacincorrecta e acuero a lo oser#ao < continuacin se muestra un cuaro e #elociacon respecto al nAmero e "e6nols


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13

0 0. 5 10

2000

4000

6000

8000

10000

12000

1327.8

1275.461288.37

9986.6410160.11

9771

3590.26

3695.51

3727.01

V vs Re

Velocidad (m/s)

Numero de Reynolds


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14

#. EN*A;, < ME*A DE F+/, AMINA):

#.1 MA)C, TE-)IC,:

Flu6o 2o9encial:

ste tipo e +lu3o se enomina as. 6a 7ue es posile e+inir una +uncin

potencial meiante la cual se puee representar el campo e#elociaes La conicin necesaria para la e9istencia e la +uncin

potencial es 7ue el +lu3o sea irrotacional, es ecir, V=0 Si ien

la conicin e irrotacionalia en un +lu3o es i+.cil e encontrare9isten, en algunos +lu3os, =onas las cuales pueen ser trataas como siel +lu3o +uese irrotacional Para 7ue una part.cula +luia, originalmentesin rotacin, comience a rotar se re7uiere e un es+uer=o e corte

'omo se #io anteriormente los es+uer=os e corte est*n asociaos

a la #iscosia 6 los graientes e #elocia en la ireccin

normal al espla=amiento ( V/ n ) . Para +luios e #iscosia a3a,

como el aire por e3emplo, los es+uer=os e corte estar*n asociaosprincipalmente a la e9istencia e graientes e #elocia n lasregiones el +lu3o one no e9istan graientes e #elocia el +lu3opor.a ser consierao como irrotacional e particular inter>s es elestuio e +lu3o alreeor e cuerpos slios inmersos en un +lu3o, comoun per+il alar por e3emplo Sore la pare el cuerpo, 6 por el principioe aherencia, el +luio tenr* una #elocia relati#a al cuerpo nula gimen laminar apenas mm e espesorPosee una c*mara e isipacin e la energ.a e la +uente esuministro e agua meiante olitas e #irio, pasano luego a unac*mara e reposo a tra#>s e una serie e ori+icios e one sale+inalmente por reosamientos a la mesa e oser#acin consistente enun #irio plano e 8mm e espesor cuariculao 6 pa#onaoPuee ni#elarse meiante 4 tornillos instalaos en la ase 6 2 ni#elese uru3a instalaos trans#ersalmente'onstruio .ntegramente en ple9iglass, calia cristal cero e 1 mme espesor unio con pegamento 6 tornillos 7ue los hacen resistente alos impactos 6 con guarniciones e ronces cromaosiene incorporao una cantia apro9imaa e %00 olitas e #irio 7ueactAan como isipaores, +iltro 6 uni+ormi=aor e +lu3oXsta e7uipaa con una #*l#ula es+>rica e E8O para el suministro eagua e la +uente e9terna 6 os #*l#ulas es+>ricas e 1E2O para elesagYeXsta e7uipaa con una c*mara e salia para recoger el agua 7ue salee la mesa para su e#acuacinLa #isuali=acin e las l.neas e corriente se logra meiante laisolucin e gr*nulos e permanganato e potasio u otro tra=aorcomo la pintura usaa en nuestro e9perimento


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26

)esa e


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27

Per+il rectangular

Per+iles rectangular 6 el.ptico

Per+il e e3e


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%. C+E*TI,NA)I,

%.1 C+E*TI,NA)I, NJ(1: ME*A AMINA)

Defina los conce>9os 9ericos 5 el >rocedimien9o a se7uir >arao49ener los si7uien9es flu6osK ademLs de 7raficarlos.

a. Flu6o +niforme:s a7uel con pro+unia 6 #elocia constantes s ele7ui#alente e un +lu3o en un canal aierto en tuer.as, totalmenteesarrollao l +lu3o uni+orme slo puee ocurrir en un canal prism*ticorecto, con una peniente constante en el +ono 'uano el l.7uio entra al*rea el canal, e9iste una regin e esarrollo e +lu3o graualmente#ariao, llamaa =ona transitoriaB la +uer=a e gra#ea e9cee la e lapare 6 el +lu3o se acelera La ma6or #elocia aumenta el es+uer=ocortante en la pare Si el canal es lo su+icientemente largo, al +inal sepresenta una conicin e e7uilirio entre la +uer=a e gra#ea 6 la +uer=ae la pare, 6 el +lu3o se #uel#e uni+orme )uchos canales se iseCan parala conicin e un +lu3o uni+orme La pro+unia corresponiente a un +lu3ouni+orme en un canal particular se enomina pro+unia normal


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29

4. Flu6o Fuen9e( /na +uente es una l.nea normal al plano RV ese el cualse imagina al +luio generano un +lu3o uni+orme en toas las irecciones 6en *ngulos rectos a ella l +lu3o total por unia e tiempo 6 unia e*rea recie el nomre e intensia e la +uente 'omo el +lu3o es en lasl.neas raiales ese la +uente, la #elocia a la istancia Z"O e la +uentees calculaa por la intensia i#iia entre el *rea e +lu3o e un cilinro

c. Flu6o *umidero:l sumiero iimensional es an*logo ala carga linealnegati#a e electrost*tica el patrn e l.neas e corriente 6 e la simetr.ae la +uncin corriente inmeiatamente se euce 7ue este +luio asoreese el origen, por consiguiente se llega a un +lu3o raialmente haciaaentro

d. -@alo de )anine:curre cuano la l.nea e corriente es una cur#acerraa 6 se puee reempla=ar por una super+icie slia, 6 tiene la +ormae una elipse pero algo m*s achataa s la suma o superposicin e un+lu3o sumiero, un +lu3o +uente 6 un +lu3o rectil.neo


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%. C+E*TI,NA)I, NJ(: ME*A DE ANA,0A* DE *T,E*

Con res>ec9o a la Mesa de Analo78as de *9oesK descri4a si es>osi4le realizar los si7uien9es e=>erimen9os 5 de9alle el >rocesoue se de4er8a se7uir >ara lo7rarlo:

Visualizacin 5 cuan9ificacin de Flu6o 2ermanen9e.

S. es posile #isuali=ar el +lu3o permanente, 6a 7ue por meio e lapintura usaa es +*cil #isuali=ar las l.neas e +lu3o 7ue en el caso eesta mesa, es permanente noseas. un +lu3o permanente cuanti+icale

Visualizacin 5 com>or9amien9o de las l8neas de corrien9ealrededor de >erfiles o cuer>os im>ermea4les.

Se logra meiante la isolucin e la pintura en agua permiti>nonos#isuali=ar las +ormas 7ue a7uieren las l.neas e +lu3o al interactuar conlos cuerpos, epenieno e la geometr.a el per+il colocao


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Visualizacin 5 >er9ur4acin del >aso de un flu6o uniforme a9ra@s de una serie de 9u4er8as de e6e >er>endicular al >lanodel flu6o.

S., es posile #isuali=ar esta perturacin, 6a 7ue caa #e= 7ue secamia el per+il, se puee #er el comportamiento el +lu3oB too epenee la geometr.a e los per+iles, +uera e la super+icie las l.neas sonparalelas, en la +ran3a, el +luio se comporta e +orma ieal ?capa l.mite@,eso 7uiere ecir 7ue en el caso e tuer.as por meio e esta mesapor.amos tener una iea gr*+ica e las l.neas e +lu3o a tra#>s e unatuer.a

Visualizacin de un do4le9el olete nace e la superposicin e un +lu3o +uente 6 un sumiero,amos con intensia e corriente in+inita Se genera un +lu3o sore uncilinro circular 7ue se #a es#anecieno, hacieno 7ue ?intensia e+lu3o@ aumente sin l.mite con+orme ZaO ?espaciamiento@ isminu6e a ceron otras palaras, el proucto permanece constante, generano unolete


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De9erminacin del Nmero de )e5nolds.

Se por.a eterminar el nAmero e "e6nols, usano un termmetro,#eri+icano el caual, tenieno el *rea 6 la longituB sin emargo, esalgo complicao, as. 7ue no +ue calculao en la )esa e


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espla=a pr*cticamente la misma #elocia 7ue en las conicionesiniciales ?u0@

La capa l.mite puee ser laminar o turulentaB aun7ue tami>n pueencoe9istir en ella =onas e +lu3o laminar 6 e +lu3o turulento l espesore la capa l.mite en la =ona el ore e ata7ue o e llegaa es

pe7ueCo, pero aumenta a lo largo e la super+icie oas estascaracter.sticas #ar.an en +uncin e la +orma el o3eto ?menor espesore capa l.mite cuanta menor resistencia aeroin*mica presente lasuper+icie( e3 +orma +usi+orme e un per+il alar@

Den9ro de la zona descolorida el flu6o es nulo.

n esacuero se +lu3o posee una #elocia #aricosa, para entenerme3or ello poemos e+inir lo 7ue signi+ica #rtice en )ec*nica e+luios( /n #rtice es un +lu3o turulento en rotacin espiral contra6ectorias e corriente cerraas 'omo #rtice puee consierarsecual7uier tipo e +lu3o circular o rotatorio 7ue posee #orticia La#orticia es un concepto matem*tico usao en in*mica e +luios 7uese puee relacionar con la cantia e circulacin o rotacin e un+luioPor lo tanto, no es un +lu3o estacionario, sino too lo contrario

2ara realizar el anLlisis de flu6o den9ro de la zonadescolorida se de4e considerar la @iscosidad.

n +lu3os con altos nAmeros e "e6nols, los e+ectos e la #iscosia

el +luio 6 la rotacin se con+inan en una regin elgaa cerca e lassuper+icies slias o e las l.neas e iscontinuia, tales como lasestelas


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%.! C+E*TI,NA)I, NJ(!: ME*A AMINA) ; ME*A DE ANA,0A* DE*T,E*

Es >osi4le a>reciar el conocimien9o de las l8neas de un flu6ouniforme alrededor de un cuer>o idrodinLmica >or medio de la

Mesa aminarO

S. es posile apreciar las l.neas el +lu3o uni+orme, 6a 7ue con loso3etos hiroin*micos ?regiones e estelas mu6 pe7ueCas@ lascaracter.sticas e arrastre se een a las +uer=as tangenciales #iscosas7ue se e3ercen sore la super+icie

Es >osi4le @isualizar un flu6o uniforme en la Mesa aminarOP2orueO *i fuera >osi4le descri4a el >rocedimien9o a se7uir.

S. es posile 6 se hace e la siguiente manera( se ni#ela la mesa e

moo 7ue no ha6a ninguna uru3a, se llena la c*mara e agua a una#elocia constante 6 se in6ecta la tinta +luorescente meiante lasagu3as hipo>rmicas, tenieno en cuenta a tener el plano ni#elao?hori=ontal@

*e >uede @er el >a9rn de flu6o alrededor de Cuer>os Cil8ndricos enla Mesa de *9oes.

S., meiante la pintura 7ue se agrega se hace m*s sencillo #er el +lu3o7ue generan los cuerpos cil.nricos 6 no solo ellos sino tami>n ei#ersas geometr.as


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". Defina si las l8neas de corrien9e son im>ermea4les 5 como>uede ser com>ro4ada en cada una de las mesas en el la4ora9orio.

S., las l.neas e corriente son impermeales 6a 7ue en ninguna e lasprueas reali=aas en el laoratorio se cru=aan las l.neas e corriente,esto se sae tericamente 6 puimos comproarlo en caa uno e losensa6os, al #er las l.neas e +lu3o con colorantetrico e los puntos tangentesal #ector #elocia e las part.culas e +luio en un instante teterminao

#. PEs >osi4le o4ser@ar los flu6os 4Lsicos en la4ora9orioO Ela4ore

un cuadro con los flu6os 4Lsicos 5 di7a cuales son ca>aces derealizarse en cada mesa.

Si es posile oser#ar +lu3os *sicos en los istintos e9perimentos a3oconiciones espec.+icas, por e3emplo la mesa e +lu3o laminar est*iseCaa e tal +orma 7ue sea sencillo +ormar +uentes o sumieros o enla mesa e analog.as e Sto:es se puee oser#ar claramente el +lu3ouni+orme cuano no se posiciona ningAn per+il sore ella

%."%."%."%."

C+E*TI,NA)I, NJ(": C+A DE )E;N,D*

%efina los siguientes t&rminos:'lujo laminar )urbulento y transitorio

R#G$M#% &AM$%AR(

)esa ipos e Flu3o

Flu3o Laminar+niformeFuen9e

*umideroDo4le9e


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s uno e los os tipos principales e +lu3o en +luio Se llama +lu3olaminar o corriente laminar, al tipo e mo#imiento e un +luiocuano >ste es per+ectamente orenao, estrati+icao, sua#e, emanera 7ue el +luio se mue#e en l*minas paralelas sinentreme=clarse si la corriente tiene lugar entre os planos paralelos,o en capas cil.nricas coa9iales como, por e3emplo la glicerina en untuo e seccin circular Las capas no se me=clan entre s. l

mecanismo e transporte es e9clusi#amente molecular Se ice 7ueeste +lu3o es aeroin*mico n el +lu3o aeroin*mico, caa part.culae +luio sigue una tra6ectoria sua#e, llamaa l.nea e corriente Lap>ria e energ.a es proporcional a la #elocia meia l per+il e#elociaes tiene +orma e una par*ola, one la #elociam*9ima se encuentra en el e3e etu#o 6 la #elocia es igual a ceroen la pare el tuo Se a en +luios con #elociaes a3as o#iscosiaes altas, cuano se cumple 7ue el nAmero e "e6nolses in+erior a 2000 )*s all* e este nAmero, ser* un +lu3o turulentoLa le6 e !eDton e la #iscosia es la 7ue rige el +lu3o laminar(sta le6 estalece la relacin e9istente entre el es+uer=o cortante 6la rapie= e e+ormacin angular La accin e la #iscosia pueeamortiguar cual7uier tenencia turulenta 7ue puea ocurrir en el+lu3o laminar n situaciones 7ue in#olucren cominaciones e a3a#iscosia, alta #elocia o granes cauales, el +lu3o laminar no esestale, lo 7ue hace 7ue se trans+orme en +lu3o turulento

R#G$M#% TRA%S$C$'%:Para #alores e 2000 "e 4000 la l.nea el colorante piereestailia +ormano pe7ueCas onulaciones #ariales en el tiempo,manteni>nose sin emargo elgaa ste r>gimen se enomina etransicin

R#G$M#% TUR(U%T': n mec*nica e +luios, se llama +lu3o turulento o corrienteturulenta al mo#imiento e un +luio 7ue se a en +orma catica,en 7ue las part.culas se mue#en esorenaamente 6 lastra6ectorias e las part.culas se encuentran +ormano pe7ueCosremolinos aperiicos, como por e3emplo el agua en un canal egran peniente eio a esto, la tra6ectoria e una part.cula sepuee preecir hasta una cierta escala, a partir e la cual latra6ectoria e la misma es impreecile, m*s precisamente caticaLas primeras e9plicaciones cient.+icas e la +ormacin el +lu3oturulento proceen e i Nolmogro# 6 Le# Lanau ?teor.a

e Hop+-Lanau@


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Realice un esquema de comparacin del nmero de Reynolds

superior e inferior, defina valores caractersticos, estabilidad y

facilidad de obtencin, variacin, etc.

Para R = 2300 (mximo para flujo laminar en una tubera) la mayora

de las situaciones de ineniera pueden considerarse como !no

perturbadas"# aun$ue en el laboratorio no es posible obtener un flujo

laminar a n%meros de Reynolds ms ele&ados' Para R = 000 (mnimo

para el flujo turbulento estable en una tubera) este tipo de flujo se da

en la mayora de aplicaciones de ineniera'

8. Explique y realice esquemas de la experiencia de laboratorio,

poniendo especial nfasis a los conceptos de flujo laminar y

turbulento, as como el momento de determinar los nmeros de

Reynolds crticos superior e inferior.

Para eterminar el nAmero e "e6nols(

e controla el inreso de aua tratando de mantener el caudalconstante mediante el inreso y salida de aua por el siuiente sistema

de llenado y &aciado de la cuba(

e suelta la tinta# la cual pasar por una pe$ue*a tubera


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ste +lu3o es regulao por una pe7ueCa #*l#ula,

6 a la salia se coloca una proeta para meir el #olumen en un

eterminao tiempo, con lo cual se otiene el caual para luego

hallar la #elociaB

posteriormente se ingresa toa la +rmula el nAmero e "e6nols, la

cual epene el i*metro e la tuer.a, la #elocia, 6 la #iscosia

cinem*tica ?

@


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CONCLU!ONE:

e los alo$es nume$"


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$"es!osG lue!o en es'a mesa no se udo a$e

2º Laboratorio - Mecanica de Fluidos I Asd

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