Practica De Reynolds

Equipo y accesorios utilizados:

Depósito de tinta

Válvula de inyección de tinta

Tornillo de ajuste

Inyector

Tobera

Tubo visualizador de caudal

Tubo de entrada

Conector de salida

Válvula de drenaje

Desarrollo experimental

Verificar que todas las válvulas estén cerradas

Alimentar agua al tanque de alimentación del banco hidráulico, abriendo la válvula de alimentación al sistema.

Abrir la válvula de descarga de la bomba completamente.

Poner en funcionamiento la bomba teniendo cuidado que el volumen de agua del tanque de ensayo no rebase a la entrada del rebosadero y mantener constante dicho volumen.

Abrir en cuanto de vuelta la válvula de control del flujo para obtener un flujo laminar, el cual se comprobará realizando la colecta del volumen en una probeta de 2 litros y se determinará el tiempo que tarde en llenarse, repetir esta operación un mínimo de 3 veces y si el tiempo no varía realizar un promedio para obtener el gasto volumétrico y con él, calcular la velocidad del flujo.

Abrir entre un cuarto y media vuelta la válvula de control de flujo para obtener el flujo de transición, el cual se comprobará realizando la colecta del volumen en una probeta de 2 litros y se determinara el tiempo que tarde en llenarse, repetir esta operación un mínimo de 3 veces y si el tiempo no varía realizar un promedio para obtener el gasto volumétrico y con él, calcular la velocidad del flujo.

Abrir media vuelta de válvula de control de flujo para obtener un flujo turbulento, el cual se comprobará realizando la colecta del volumen en una probeta de 2 litros y se determinara el tiempo que tarde en llenarse, repetir esta operación un mínimo de 3 veces y si el tiempo no varía realizar un promedio para obtener el gasto volumétrico y con él, calcular la velocidad del flujo.

Cálculos

Cálculos Teóricos

Re = ((di) (ρ) (V))/М

Despejando la Velocidad

V = ((Re) (М))/((di) (ρ))

Sustituyendo

Cuando Re = 2100

V= ((2100) (1.002x10-3 kg/ms))/((0.01m)(1 kg/m^3 )) =210.4200 m-s

Cuando Re = 3000

V = ((3000) (1.002x10-3 kg/ms ))/((0.01m) (1 kg/m3)) = 300.6000 m-s

Cuando Re = 4100

V = ((4100) (1.002x10-3 kg/ms ))/((0.01m) (1 kg/m3)) = 460.8200 m-s

Calculando el GV

GV = V*A

A= ᴨ/4 D2

A = ᴨ/4 (0.01m)2 = 78.5398x10-6

Sustituyendo

GV = (210.4200 m-s) (78.5398x10-6m2) = 16.5263x10-3m3/s

GV = (300.6000 m-s) (78.5398x10-6m2) = 23.6090x10-3m3/s

GV = (410.8200 m-s) (78.5398x10-6m2) = 32.2657x10-3m3/s

GV en lt/min

16.5263x10-3 (m3 )/s * ((1000 lt)/(1 m3 )) * ((60 s)/( 1 min )) = 991.5807 lt/min

23.6090x10-3 (m3 )/s * ((1000 lt)/(1 m3 )) * ((60 s)/( 1 min )) = 1416.5400 lt/min

32.2657x10-3 (m3 )/s * ((1000 lt)/(1 m3 )) * ((60 s)/( 1 min )) = 1935.9400 lt/min

Cálculos Experimentales

Re = ((di) (ρ) (V))/М

Gasto Volumétrico

1 2 3

312 seg 65.4 seg 24 seg

GV = Volumen/Ө

V = (2 lt)/(312 seg) = 6.4102x10-3 lt/seg

V = (2 lt)/(65.4 seg) = 30.5810x10-3 lt/seg

V = (2 lt)/(312 seg) = 83.3333x10-3 lt/seg

6.4102x10-3 lt/seg ((1 m3 )/(1000 lt)) = 6.4102x10-6 m3/seg

30.5810x10-3 lt/seg ((1 m3 )/(1000 lt)) = 30.5810x10-6 m3/seg

83.3333x10-3lt/seg ((1 m3 )/(1000 lt)) = 83.3333x10-6 m3/seg

Calculando el Volumen

V = GV/A

A= ᴨ/4 D2

A = ᴨ/4 (0.01m) 2 = 78.5398x10-6 m2

V = (6.4102x10-6 m3/seg)/(78.5398x10-6 m2 ) = 81.6179x10-3 m/s

V = (30.5810x10-6 m3/seg)/(78.5398x10-6 m2 ) = 389.3699x10-3 m/s

V = (83.3333x10-6 m3/seg)/(78.5398x10-6 m2 ) = 1.0610 m/s

Calculando el Número de Reynolds

Re = ((di) (ρ) (V))/М

Re = ((0.01 m) (1 kg/m3) (81.6179x10-3 m/s))/(1.002x10-3 kg/ms) = 806 Fluido Laminar

Re = ((0.01 m) (1 kg/m3) (389.3699x10-3 m/s))/(1.002x10-3 kg/ms) = 3874.47  Fluido Transitorio

Re = ((0.01 m) (1 kg/m3) (1.0610x10-3 m/s))/(1.002x10-3 kg/ms) = 10567.64 Fluido Turbulento

Observaciones:

Se observaron los diferentes tipos de flujo que existen: el laminar, transitorio y turbulento a través del experimento realizado en el laboratorio, también se logró calcular exitosamente el no. De Reynolds para cada experimento contando con los datos de tiempo y volumen observados durante el experimento.

Durante la experimentación del número de Reynolds se estudió el perfil de velocidades, obteniendo los diferentes tipos de régimen, por medio de los resultados se llegó a la conclusión de que se trataba de fluidos laminar, de transición y turbulento. El cómo se relaciona la velocidad y las propiedades físicas de un fluido en esta ecuación y por último se calculó teóricamente el número de Reynolds y con el determinamos que régimen se presentó en cada caso.

Experimento de propiedades de los fluidos

Equipo y material utilizados:

3 probetas de vidrio de 250 mL.

1 probeta de vidrio de 500 mL.

2 vasos de precipitado de 500 mL.

1 termómetro de rango de -10-110 °C

3 pesetas de 200 mL.

1 cronometro.

1 perilla de 3 vías o jeringa de 50 mL.

4 viscosímetros capilares Ubbelohde con los siguientes rangos de medición:

0.6-3 cp

2-10 cp

10-50 cp

60-300 cp

5 densímetros de vidrio con los siguientes rangos de medición:

0.7-0.8

0.8-0.9

0.9-1.0

0.7-1.0

1.0-1.1

Parrilla de calentamiento con agitación.

Desarrollo experimental

DENSIDAD

Colocar en las probetas de 250 mL. Las muestras problema (agua destilada, etanol y aceite de silicón) respectivamente.

Medir la gravedad específica de cada fluido utilizando los densímetros de vidrio, Probar los densímetros de diferente rango hasta encontrar el que corresponda a la gravedad específica de cada fluido.

Anotar la lectura obtenida de gravedad específica de cada fluido en una tabla.

VISCOSIDAD

De acuerdo con el esquema del viscosímetro capilar de tipo Ubbelohde, medir el tiempo de caída de cada fluido para determinar su viscosidad.

Este viscosímetro consta de tres ramas y un recipiente que suele tener una capacidad de 50 mL. Cada rama tiene su propia utilidad: la más ancha sirve para introducir el fluido al que se le determinara la viscosidad, la rama central contiene el capilar por donde se succiona la muestra y la tercera pone la base del capilar en contacto con la atmosfera

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