FLUJO DE FLUIDOS - NUMERO REYNOLDS

RESUMEN

En esta práctica se desarrollo la determinación del Número de Reynolds, logrando diferenciar entre los tipos de flujos como son: laminar, turbulento y estacionario;. Se determino también la pérdida de energía por unidad de tiempo, en el circuito de tuberías. Comprobándose el experimento de Reynolds y tener un mejor conocimiento sobre el comportamiento de los fluidos.

En el siglo pasado Reynolds estudio las ecuaciones de Navier-Stokes (ecuaciones diferenciales en derivadas parciales), para intentar determinar cuándo dos flujos diferentes pueden considerarse semejantes. Considerando dos flujos semejantes geométricamente, Reynolds dedujo que son semejantes dinámicamente si las ecuaciones diferenciales generales son idénticas. Reynolds encontró que el parámetro adimensional ul/ debía se el mismo en ambos casos. En esté, u es una velocidad característica, l es una longitud característica,  es la densidad y  es la viscosidad. Este parámetro se llama número de Reynolds, R.

Este importante descubrimiento permitió diferenciar un flujo laminar y un flujo turbulento y conocer mejor las características del comportamiento de los fluidos.

“NUMERO DE REYNOLDS”

I.- OBJETIVOS

• Comprobar con distintos caudales el valor de REYNOLDS, indicar si el flujo es laminar o turbulento.

• Demostrar y medir el cambio en las leyes de la resistencia hidráulica desde el flujo laminar al turbulento.

II.- FUNDAMENTO TEORICO

1. NÚMERO DE REYNOLDS:

Se define el flujo laminar como aquel flujo en el cual el fluido se mueve en capas o láminas, deslizándose una capa fina sobre la adyacente con solo 1 intercambio molecular de movimiento. Cierta tendencia hacia la inestabilidad y la turbulencia es frenada. El flujo turbulento, en cambio, tiene un movimiento de partículas muy errático, con un violento intercambio transversal de cantidades de movimiento.

Osborne Reynolds estudio las ecuaciones de Navier-Stokes (ecuaciones diferenciales en derivadas parciales), para intentar determinar cuándo dos flujos diferentes pueden considerarse semejantes.

Dos flujos fluidos se dice que son dinámicamente semejantes cuando:

a) Son semejantes geométricamente, es decir, las relaciones lineales correspondientes están en una relación constante; y

b) Las líneas de corriente correspondientes son semejantes geométricamente, o las presiones en puntos correspondientes están en una relación constante.

Considerando dos flujos semejantes geométricamente, Reynolds dedujo que son semejantes dinámicamente si las ecuaciones diferenciales generales son idénticas. Cambiando las unidades de masa, longitud y tiempo en un sistema de ecuaciones y determinando las condiciones que deben satisfacerse para hacerlas idénticas a las ecuaciones originales, Reynolds encontró que el parámetro adimensional Considerando dos flujos semejantes geométricamente, Reynolds dedujo que son semejantes dinámicamente si las ecuaciones diferenciales generales son idénticas. Cambiando las unidades de masa, longitud y tiempo en un sistema de ecuaciones y determinando las condiciones que deben satisfacerse para hacerlas idénticas a las ecuaciones originales, Reynolds encontró que el parámetro adimensional ul/ debía se el mismo en ambos casos. En esté, u es una velocidad característica, l es una longitud característica,  es la densidad y  es la viscosidad. Este parámetro se llama número de Reynolds, R.

Para encontrar el significado de su parámetro adimensional, Reynolds hizo las experiencias de movimiento de agua a través de tubos de cristal. Un tubo de vidrio se montó horizontalmente con un extremo en un depósito y una válvula en el extremo opuesto. El extremo de aguas arriba se hizo abocinado, disponiéndose frente a la bocina un fino tubo que permite inyectar en la corriente del tubo de vidrio un fino filete de una tintura. Reynolds eligió para formar su número la velocidad media V como velocidad característica y el diámetro del tubo D como longitud característica, de tal manera que:

Para pequeños caudales, el filete coloreado se mueve siguiendo

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