Práctica Nº 2
DETERMINACION DEL NÚMERO DE REYNOLDS Objetivo de la ráctica!" Determinar el número de Reynolds (Nre) de dos fluidos diferentes.
Objetivo# artic$lare#!" -
Suponié Suponiéndo ndonos nos caud caudales ales,, determi determinar nar el el número número de de Reynold Reynolds s (Nre) (Nre) para el agua. agua. Supo Suponi nién éndo dono nos s caud caudal ales es,, dete determ rmin inar ar el núme número ro de Reyn Reynol olds ds (Nre (Nre)) para para un flui fluido do diferente al agua. Deter Determin minar ar para que que caudale caudales, s, el flujo es lamina laminar, r, de trans transici icin n y tur!u tur!ulen lento to"" para el agua. Deter Determin minar ar para que que caudale caudales, s, el flujo es lamina laminar, r, de trans transici icin n y tur!u tur!ule lento nto"" para un fluido diferente al agua.
%$&da'e&to te(rico!" N)'ero de Re*&old# Número de Reynolds se puede definir para un número de diferentes situaciones en las que un fluido fluido est# en mo$imien mo$imiento to con relacin relacin a una superfici superficie. e. %stas %stas definici definicione ones s general generalment mente e incluyen las propiedades de los fluidos de densidad y $iscosidad, adem#s de una $elocidad y una longitud caracter&stica o dimensin caracter&stica. %sta %sta dimen dimensi sin n es una una cuest cuestin in de con$e con$enc ncin in - por por ejemp ejemplo, lo, una una radio radio o di#met di#metro ro son igualmente $#lidos para esferas o c&rculos, pero uno es elegido por la con$encin. 'ara a$iones o !arcos, la longitud o la ancura pueden ser utiliadas. 'ara el flujo en una tu!er&a o una esfera en un fluido en mo$imiento el di#metro interno se utilia generalmente en la actualidad. *tras formas, tales como tu!os rectangulares u o!jetos no esféricos tienen un di#metro equi$alente definido. 'ara fluidos de densidad $aria!le, tales como gases compresi!les o fluidos de $iscosidad $aria!le, tal como fluidos no ne+tonianos, se aplican reglas especiales. a $elocidad tam!ién puede ser una cuestin de con$encin, en algunas circunstancias, en particular agitada $asos. on estos con$enios, el número de Reynolds se define comodonde
es la $elocidad media del o!jeto con respecto al fluido es una dimensin caracter&stica lineal, es la $iscosidad din#mica del fluido) es la $iscosidad cinem#tica es la densidad del fluido.
%l$jo La'i&ar %l mo$imiento de las part&culas l&quidas se realia en forma ordenada sin entrecortarse lasl&neas de corriente, presentando las siguientes caracter&sticas
%/iste roamiento entre el fluido y paredes del conducto pero no entre las part&culas del fluido. No ay intercam!io de energ&a entre las l&neas de corriente. Son muy importantes los esfueros $iscosos Se presenta para flujos con $elocidades !ajas. a distri!ucin $ertical de la $elocidad a tra$és de la seccin del conducto es deforma para!lica. a pérdida de carga por friccin unitaria es proporcional a la $elocidad de flujoele$ada a la primera potencia, dada por la e/presin de 'oiseuille. %l esfuero cortante es proporcional al gradiente de $elocidad.
%l$jo de Tra&#ici(& %ste tipo de flujo est# entre el flujo laminar y el flujo tur!ulento. %l flujo laminar se transforma en tur!ulento en un proceso conocido como transicin" a medida que asciende el flujo laminar se con$ierte en inesta!le por mecanismos que no se comprenden totalmente. %stas inesta!ilidades crecen y el flujo se ace tur!ulento.
%l$jo T$rb$le&to %l mo$imiento de las part&culas l&quidas se realia siguiendo trayectorias muy irregulares o desordenadas, presentando las siguientes caracter&sticas
%/iste friccin entre fluido y pared del conducto y entre part&culas del fluido. as l&neas de corriente se entremeclan presentando transferencia de energ&a entre las part&culas l&quidas. Se presenta para flujos con $elocidades altas. a disipacin de energ&a se presenta por la tur!ulencia del flujo. a distri!ucin de la $elocidad a tra$és de la seccin del conducto es de forma logar&tmica. 'ara un mismo punto dentro de la seccin del conducto, e/isten pulsaciones de la $elocidad. a pérdida de carga por friccin unitaria es proporcional a la $elocidad de flujo ele$ada a una potencia entre 0.1 y 2. 3sualmente se utilia la e/presin de Darcy 4eis!ac, en donde la $elocidad est# a una potencia de 2.
+i#co#idad a $iscosidad es la principal caracter&stica de la mayor&a de los productos lu!ricantes. %s la medida de la fluide a determinadas temperaturas. Si la $iscosidad es demasiado !aja el film lu!ricante no soporta las cargas entre las pieas y desaparece del medio sin cumplir su o!jeti$o de e$itar el contacto metal-metal. Si la $iscosidad es demasiado alta el lu!ricante no es capa de llegar a todos los intersticios en donde es requerido. 5l ser alta la $iscosidad es necesaria mayor fuera para mo$er el lu!ricante originando de esta manera mayor desgaste en la !om!a de aceite, adem#s de no llegar a lu!ricar r#pidamente en el arranque en frio.
a medida de la $iscosidad se e/presa comúnmente con dos sistemas de unidades 6Say!olt7 (S3S) o en el sistema métrico 6entisto8es7 (S9). omo medida de la friccin interna actúa como resistencia contra la modificacin de la posicin de las moléculas al actuar so!re ellas una tensin de ciallamiento. a $iscosidad es una propiedad que depende de la presin y temperatura y se define como el cociente resultante de la di$isin de la tensin de ciallamiento (t) por el gradiente de $elocidad (D). m=
t D
on flujo lineal y siendo constante la presin, la $elocidad y la temperatura. 5fecta la generacin de calor entre superficies giratorias (cojinetes, cilindros, engranajes). 9iene que $er con el efecto sellante del aceite. Determina la facilidad con que la maquinaria arranca !ajo condiciones de !aja temperatura am!iente.
Ca$dal a medida fundamental que descri!e el mo$imiento de un fluido es el caudal. Decir que el r&o 'aran# es m#s caudaloso que el 3ruguay indica que el primero transporta m#s agua que el segundo en la misma cantidad de tiempo.
5 su $e, la cantidad de fluido puede medirse por su masa o por su $olumen (siempre que su densidad sea constante, cosa que supondremos que es as&), de modo que Q=
m t
"
Q=
V t
M,todo e-eri'e&tal e'leado!" a. Material a $tili/ar
:#quina de orificio y corro ali!rador ;ernier Recipiente para almacenar agua
b. Procedi'ie&to de la ráctica
;erificar que el equipo est# en perfecto estado y su funcionamiento es el correcto. %ncender el equipo y llenar con agua el cajn con pepas (asta tapar la última pepa). ;erter la tinta (aul) en el tu!o superior. Descargar el agua por el tu!o $ertical inferior. %sperar asta que el agua se mecle con la tinta en el tu!o $ertical inferior. *!ser$ar y determinar si es flujo laminar, de transicin o tur!ulento. %$acuar el recipiente con agua y tinta a un !alde. Desecar el agua y tinta. Dejar el equipo en las condiciones iniciales encontradas.
c. E#0$e'a de la ráctica
Dato# e-eri'e&tale#!" +alore# #$$e#to#
Dia'etro de la t$beria 1''.
del a$a a 23 ºC 1
0>
del Aceite l$brica&te 'edio a 23ºC
.
1
?.@1%->1
@.2>%->A
Cálc$lo# * re#$ltado#!" a. Ec$acio&e# a $tili/ar
(0)
(2) Reemplaando (2) en (0)
(B)
.
b. Eje'lo de cálc$lo
Nos suponemos un caudal
alculamos el Número de Reynolds
Nos damos otro $alor de caudal
alculamos el Número de Reynolds
Cnterpolando para un N Re de 20>> (flujo laminar)
c. Tabla de Re#$ltado# Tabla 4!5
PARA EL AGUA A 25 ºC Nre
0
Q (m3/s ) Q (cm3/ s)
0
0
2100
2100. 1
2101
3000
3000. 1
3001
5000
10000
20000
1.48E-
1.48E-
1.48E-
2.11E-
2.11E-
2.11E-
3.52E-
7.04E-
0.00014
05
05
05
05
05
05
05
05
09
14.795
14.801
21.134
21.135
21.141
35.224
70.449
140.899
1
4
8
5
9
7
5
0
14.794 4
Tabla 4!2
PARA EL ACEITE LUBRICANTE MEDI A 25 ºC Nre
0
Q (m3/s ) Q (cm3/ s)
0
0
2100 0.0015
2100. 1
2101
3000
3000. 1
3001
5000
10000
20000
0.0015
0.0015
0.0021
0.0021
0.0021
0.0036
0.0072
0.01445
17
18
68
68
68
13
26
1
1517.4
1518.0
2167.6
2167.7
2168.3
3612.7
7225.5
14451.1
46
96
76
49
99
94
88
76
17
1517.3 73
Co&cl$#io&e#!" Estudiante
1-.Serrudo Vargas Franklin .- Flores *a$iri +orge .- Vidaurre guilar Fernando 3.- 4as!ro 5gar!e Vc!or +esús
Conclusiones
- Llegamos a la conclusión que para el número de Reynolds (Nre) es!" es!rec#amen!e relacionado con la $iscosidad del %luido& ya que para o'!ener en el caso del agua se necesi!a de un menor caudal de $iscosidad mien!ras que el acei!e necesi!a una mayor $iscosidad. - ,l número de Reynolds se carac!eria por es!udiar los %luidos inyec!ando un !raador den!ro de un lquido que %luya por una !u'era las carac!ers!icas del %lu/o laminar depende de las propiedades del lquido y !am'i0n de las dimensiones. - podemos llegar a la conclusión que para que un %luido se pueda llegar a mo$er es necesario que pueda pasar por cualquiera de los !ipos de %lu/o que e2is!e y as poder de!erminar el %lu/o ya que !am'i0n un %ac!or impor!an!e para eso es l a $iscosidad. - ,l número de Reynolds es adimensional y se puede u!iliar para de%inir las carac!ers!icas de un %lu/o den!ro de una !u'era proporciona una indicación en la perdida de energa causada por e%ec!os $iscosos& !am'i0n podemos en!ender que %lu/o laminar y !ur'ulen!o se e2presa de di%eren!e manera6 %lu/o laminar mayor a 77 y %lu/o !ur'ulen!o menor a 3777
6ibliora78a!"
T!"#! $e C%&'e&$% 0.
*!jeti$o de la pr#ctica.-.....................................................................................................0
2.
*!jeti$os particulares.-......................................................................................................0
B.
O.
:étodo e/perimental empleado.-.......................................................................................O
A.
Datos e/perimentales.-......................................................................................................A
I.
#lculos y resultados.-.......................................................................................................A
1.
onclusiones.-...................................................................................................................1
?.
=i!liograf&a.-....................................................................................................................... ?
