Investigacion bibliografica numero de Reynolds

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Trabajo de Investigación 1

Tema:

VISUALIZACIÓN DE FLUJO

(DISPOSITIVO DE REYNOLDS)

Mecánica de Fluidos MECB8060/1

Fecha entrega: 22 octubre 2020

Integrantes:

Cesar Guerra

Sebastián Pérez

Enzo Pino

Daniel Barrientos

Yerko Urrea

1. Resumen del contenido Trabajo de Investigación

El presente trabajo presenta una breve investigación sobre la clasificación de los fluidos a través del número de Reynolds. Este reporte se da en base a dos materiales, el primero es un video de YouTube, seleccionado por el profesor, el cual muestra un grupo de estudiantes replicando un experimento en que se determina el número de Reynolds para diferentes velocidades de flujo. El segundo material base es una tabla de valores, las cuales permitirán desarrollar cálculos y llegar a conclusiones propias.

1. Objetivos

1. Objetivo general

Observar y evaluar el tipo de flujo, tipo: laminar, transición o turbulento

1.  Objetivos específicos  

• Identificar conceptos:

• Flujos – Caudal
• Número de Reynolds
• Viscosidad

• Reconocer equipamiento a emplear
• Plantear procedimientos para el desarrollo de la experiencia.
• Determinar la toma y registro de datos.
• Determinar el flujo, para identificar y evaluar los tipos de flujos.

1. Metodología experimental

El número de Reynolds es la relación entre la fuerza viscosa y la gravedad, al conocer este número adimensional se puede determinar las características más importantes del flujo, por lo que es necesario demostrar la diferencia entre los tres tipos de regímenes. A través de él puedes controlar el fluido y su comportamiento.

El diagrama del equipo ocupado se encuentra en la sección 4. Se comienza colocando la tinta en el recipiente dispuesto para esto. La tinta desciende por el tubo de PVC y pasa por la primera válvula para regular el caudal de la tinta. Posteriormente el fluido avanza hasta llegar a una reducción que desemboca dentro de la manguera, en este punto ya es observable como el fluido se manifiesta. finalmente se utiliza la segunda válvula para regular el caudal de la manguera y obtener el régimen deseado.

En el video se puede apreciar, en primer término, un filamento de tinta que no se difunde con el resto del fluido, sino que se mantiene sin variar a lo largo de la manguera formando una línea recta paralela a las paredes.  

En el video señalado, al abrirse la válvula aumenta el caudal por lo que también aumenta la velocidad. provocando que las capas de agua se perturben y el filamento de tinta ondule hasta mezclarse con el agua de la manguera.

1. Características técnicas de equipos, instrumentos e instalaciones

1. Materiales

• 1 contenedor plástico transparente. Dimensiones 43.2[cm], 28.3[cm],32.4[cm]
• 1 manguera industrial de 5/8” de grosor
• 1 válvula esfera PVC Roscar de 1”
• 1 tubo de PVC de 1m de largo y ½” de diámetro
• 1 vaso plástico de 255ml
• 1 válvula de ½” de diámetro
• 2 conectores macho de PVC de ½”
• 1 conector hembra de PVC ½”
• 1 conector macho de PVC de ¾”x1”
• 1 codo 90 lado liso de ½”
• 1 reducción de ¼”
• 1 catéter de 17Gx1½”
• 2 frascos de tinta roja de 50 ml
• 4 soportes de madera
• 1 sellador

Además de estos artículos para armar la sesión de laboratorio, se deben ocupar materiales para hacer medidas técnicas, como termómetro, cronómetro, un recipiente graduado que reciba el agua (probeta).

1. Disposición de los elementos

La disposición de los elementos enunciados en el punto anterior está representada por la siguiente imagen.

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Fig1. Ubicación de los elementos

1. Presentación de resultados

Para obtener resultados se ocupan las siguiente formulas

Numero de Reynolds

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Caudal

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Velocidad

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Tabla 1: resultados

Ejemplo para el caso N1

Caudal

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Área

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Velocidad

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Finalmente, considerando =,  el número de Reynolds será:[pic 9][pic 10]

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Procediendo de esta manera para todos los casos se obtiene la tabla 1

1. Análisis y Discusión de los resultados

El número de Reynolds nos permite diferenciar un fluido en cuanto a su flujo este puede ser 

Tabla 2: carácter del flujo según el número de Reynolds

de acuerdo a esto podemos considerar que de los datos recibidos se tienen estos resultados:

Tabla 3: Resultados

1. Conclusiones

1. Conclusión general

Se comprueba que a velocidades bajas el fluido se mueve en capas paralelas, deslizándose a lo largo de láminas adyacentes sin mezclarse con el agua. Por el contrario, para velocidades muy grandes, las láminas ondulan a tal punto de confundirse unas con otras, a lo cual llamamos flujo turbulento. En palabras diferentes el número de Reynolds es directamente proporcional a la velocidad y al caudal, es decir que entre mayor sean estos datos, mayor será el número adimensional. En cambio, en la tabla de valores que fue entregada para la ejercitación de las fórmulas nos dan resultados bajos los cuales no alcanzan los límites de turbulencia por lo cual sólo llegaron a las dimensiones de laminar y transición.

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