Nmero de Reynolds y ecuacin de Bernoulli

Objetivo Estudiar el Nmero de Reynolds Identificar los regmenes de flujo que se pueden generar Evaluar la Ecuacin de Bernoulli

IntroduccinSe entiende como rgimen de flujo, la forma como se comporta el movimiento de un fluido a lo largo de un conducto. Osborne Reynolds realiz en 1883 muchos experimentos con el fin de determinar las leyes de resistencia en tuberas. Introduciendo un filete coloreado dentro del flujo de agua en un tubo de vidrio, observ que existen dos tipos diferentes de movimiento a los cuales llam: laminar y turbulento. Adems de la transicin entre dichos regmenes, esto se llama transicional.El rgimen del flujo puede ser determinado utilizando el nmero de Reynolds. La ecuacin que describe al nmero de Reynolds se muestra a continuacin:

(1)Re = Nmero de ReynoldsD = Dimetro interno, mu = Velocidad del fluido, m/s = Densidad, kg/m3 = Viscosidad, kg/m s

Ahondando en los regmenes que se pueden generar, cambiando los el fluido con ello la Densidad y Viscosidad; el dimetro de la tubera y finalmente el caudal del flujo. Los Flujos son los siguientes. Flujo Laminar: El movimiento de las partculas lquidas se realiza en forma ordenada sin entrecortarse las lneas de corriente.Flujo turbulento: El movimiento de las partculas lquidas se realiza siguiendo trayectorias muy irregulares o desordenadas.Flujo Transicional: Es el movimiento de partculas en transicin de ordenamiento a desordenamiento.

En el caso del estudio de los fluidos es tuberas hay varias variables que se deben tomar en cuenta. La primera es la presin, esta puede ser modificada si por la velocidad del fluido, adems del rea de la tubera. Adems de ello la altura de las tuberas puede ser alterada. Todos estos trminos afectan al fluido. Para estudiar como estos cambios afectan al flujo en una tubera se descrito la ecuacin de Bernoulli. Para un mejor entendimiento se puede estudiar la variacin de la energa y la variacin del trabajo.El trabajo es gobernado por la fuerza utilizada por una movimiento del una distancia del fluido. Mientras que la fuerza est determinada por el rea y la presin ejercida en esa seccin de la tubera.

(2)

(3)W = Trabajo, JF = Fuerza, NP = Presin, PaA = rea, m2S = Cambio en la distancia, mV = Cambio en el volumen, m3

En el caso de la energa total esta es obtenida de la suma de la energa cintica y potencial.

ET = Energa totalm = Masa, Kgv = Velocidad, m/sg = Gravedad, m/s2z = Altura, m

En el caso de fluidos incompresibles el volumen es contante y es muy fcil de integrar. Adems de ello se puede deducir V = 1/., por lo que se puede generar la ecuacin de Bernoulli.

P = Presin, Pa =Densidad, kg/m3g = Gravedad, m/s2z = Altura, mu = Velocidad, m/s

Parte Experimental.Nmero de ReynoldsPara determinar el nmero de Reynolds, seleccionar una bomba para movilizar agua. Conectar la bomba con un depsito de agua y con otro depsito vacio. Es importante recalcar que al menos una seccin de las tuberas debe ser transparente. Fijar los tubos con soportes y pinzas universales.Activar la bomba para iniciar el flujo de las tuberas, permitir que el flujo se vuelva estable. Adems debe evitarse la formacin de burbujas. Al utilizar agua como fluido y al tener una tubera del mismo dimetro, el nico cambio que se puede variar es la velocidad de flujo. Esto es ocasionado por la variacin del flujo volumtrico.Evaluar los tipos de regmenes al alterar el flujo obtenido de al aumentar el caudal de agua. Calcular el Reynolds con la diferencia del Caudal. El caudal puede ser calculado tomando el tiempo de llenado de un volumen constante (probeta).

Ecuacin BernoulliCon el mismo equipo utilizado para el estudio de Nmero de Reynolds, modificar la trayectoria del conducto de salida modificando su altura y su dimetro. Si es posible adicionar un tubo con el nuevo dimetro para observar el comportamiento del fluido evaluado. Estudiar el fluido en ambos extremos de los tubos.