INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MEXICALI

Carrera:Ingeniería Química

Asignatura:Laboratorio Integral I

Reporte de: Practica 2

Nombre de Practica:EXPERIMENTO DE REYNOLDS

Alumnos:Javier casas sosa

Heber Gallegos

Profesor: Norman Edilberto Rivera Pazos

04/02/10

INDICE

LABORATORIO INTEGRAL

PRACTICA 2EXPERIMENTO DE REYNOLDS

1_OBJETIVO……………………………………………… 1

2_RESUMEN……………………………………………… 2

3_EL EQUIPO Y MATERIAL…………………………… 3

4_MODELO MATEMATICO…………………………….. 4

5_VARIABLES Y PARAMETROS………………………. 5

6_HOJA DE DATOS………………………………………. 6

7_DESARROLLO DE LA PRÁCTICA…………………… 7

8_GRAFICAS………………………………………………. 8

9_CONCLUSIONES……………………………………….. 9

10_REFERENCIAS………………………………………… 10

RESUMEN

El número de Reynolds es un número adimensional utilizado en mecánica de fluidos, diseño de reactores y fenómenos de transporte para caracterizar el movimiento de un fluido.

Como todo número adimensional es un cociente, una comparación. En este caso es la relación entre los términos convectivos y los términos viscosos de las ecuacione de Navier-Stokes que gobiernan el movimiento de los fluidos.

Por ejemplo un flujo con un número de Reynolds alrededor de 100.000 (típico en el movimiento de una aeronave pequeña, salvo en zonas próximas a la capa límite) expresa que las fuerzas viscosas son 100.000 veces menores que las fuerzas convectivas, y por lo tanto aquellas pueden ser ignoradas. Un ejemplo del caso contrario sería un cojinete axial lubricado con un fluido y sometido a una cierta carga. En este caso el número de Reynolds es mucho menor que 1 indicando que ahora las fuerzas dominantes son las viscosas y por lo tanto las convectivas pueden despreciarse. Otro ejemplo: En el análisis del movimiento de fluidos en el interior de conductos proporciona una indicación de la pérdida de carga causada por efectos viscosos.

Además el número de Reynolds permite predecir el carácter turbulento o laminar en ciertos casos. Así por ejemplo en conductos si el número de Reynolds es menor de 2000 el flujo será laminar y si es mayor de 4000 el flujo será turbulento. El mecanismo y muchas de las razones por las cuales un flujo es laminar o turbulento es todavía hoy objeto de especulación.

Según otros autores:

Para valores de el flujo se mantiene estacionario y se comporta como si estuviera formado por làminas delgadas, que interactúan sólo en base a esfuerzos tangenciales, por eso a este flujo se le llama flujo laminar. El colorante introducido en el flujo se mueve siguiendo una delgada linea paralela a las paredes del tubo.

Para valores de la lìnea del colorante pierde estabilidad formando pequeñas ondulaciones variables en el tiempo, manteniéndose sin embargo delgada. Este régimen se denomina de transición.

Para valores de , después de un pequeño tramo inicial con oscilaciones variables, el colorante tiende a difundirse en todo el flujo. Este régimen es llamado turbulento, es decir caracterizado por un movimiento desordenado, no estacionario y tridimensional.

Este número recibe su nombre en honor de Osborne Reynolds (1842-1912), quien lo describió en 1883. Viene dado por siguiente fórmula:

o

donde

ρ: densidad del fluido

vs: velocidad característica del fluido

D: Diámetro de la tubería a través de la cual circula el fluido o longitud característica del sistema

μ: viscosidad dinámica del fluido

ν: viscosidad cinemática del fluido

EL EQUIPO Y MATERIAL

Mesa hidrodinámica (hydrodynamics trainer with pc-data acquisition – Gunt Hamburg HM112)

MODELO MATEMATICO

ENTONCES

…………………………..Ec. 1.

PERO

4

2DA

SUSTITUYENDO ¨A¨ EN LA EC. 1.

22

4

4D

Q

D

QV

………………………………………EC. 2

SI v

VDRe SUSTITUYENDO V EN EC. 2

Dv

Q

v

DDQ

44

Re2

VARIABLES Y PARAMETROS

Temperatura = 18°C

Flujo del agua en l/min, debe ser convertido a m3/s

Se realizaran 6 mediciones de flujo a diferentes aberturas de la válvula y se anotaran en la tabla de Excel.

DIAMETRO DE Q=0.017 mVISCOSIDAS= 0.729 x 10-6 m2/s

HOJA DE DATOS 1

No demedición Q (l/min) Q (m3/s) Re

1 21,2 0,000353333 25083.742 19,4 0,000323333 22953.993 17,5 0,000291667 20705.924 15,3 0,000255 18102.895 13,2 0,00022 15618.186 11,5 0,000191667 13606.757 9,6 0,00016 11358.688 7,3 0,000121667 8637.339 5,5 9,16667E-05 6507.57

10 3,5 5,83333E-05 4141.18

HOJA DE DATOS 2

No demedición Q (l/min) Q (m3/s) Re

1 21,4 0,000356667 14506.112 19,3 0,000321667 13082.613 17,2 0,000286667 11659.124 15,4 0,000256667 10438.985 13,5 0,000225 9151.056 11,5 0,000191667 7795.347 9,6 0,00016 6507.418 7,6 0,000126667 5151.79 5,4 0,00009 3660.42

10 3,7 6,16667E-05 2508.07

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

A. Conectar las mangueras a la mesa hidrodinámica el tubo ubicado en la parte más posterior de la mesa, asegurándose de que estén bien colocadas, evitando así la salida de flujo.

B. Encender la mesa hidrodinámica para iniciar con la purga, y abrir la válvula para asegurase que no quede nada de aire dentro de las mangueras, con la finalidad de que no altere la lectura de la diferencia de presión.

C. Una vez purgadas las mangueras se cierra la válvula, para poder calibrar y verificar a cero el medidor de flujo.

D. Abrir la válvula de la mesa hidrodinámica un poco y tomar las medidas de flujo.

E. Seguir abriendo la válvula hasta haber tomado 10 lecturas.

CONCLUSIONES

La determinación del numero de Reynolds fue muy sencillo de calcular por que solo se vario con el caudal.

El número de Reynolds nos es muy útil al realizar cálculos en sistemas de tuberías de operaciones industriales para su estudio, diseño o predicción del comportamiento del flujo cuando las variables (V, D, ρ, μ, v) cambian.

REFERENCIAS

Mecánica de Fluidos, sexta ediciónRobert L. Mott, Editorial Pearson-Pretice Hall