INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA QUMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

DEPARTAMENTO DE INGENIERA QUMICA INDUSTRIAL

LABORATORIO DE FUNDAMENTOS DE FENMENOS DE TRANSPORTE

NMERO DE REYNOLDS

PROFESORA:

SOFA ROMERO VARGAS

ALUMNO:

LPEZ PALACIOS ALFONSO

EQUIPO:

2

GRUPO:

2IM33

NDICE

Introduccin.

Objetivos.

Material utilizado.

Diagrama de bloques.

Tabla de datos experimentales.

Clculos.

Tabla de resultados.

Observaciones y Conclusiones.

INTRODUCCIN.

El comportamiento de un fluido en movimiento depende mucho de que el fluido est o no sometido a la influencia de lmites slidos. Un fluido en movimiento, que no est influenciado por paredes slidas estacionarias, no est sometido a esfuerzos cortantes, y stos tampoco existen dentro de l.

Reynolds estudi las caractersticas de flujo de los fluidos inyectando un trazador dentro de un lquido que flua por una tubera. A velocidades bajas del lquido, el trazador se mueve linealmente en la direccin axial. Sin embargo a mayores velocidades, las lneas del flujo del fluido se desorganizan y el trazador se dispersa rpidamente despus de su inyeccin en el lquido. El flujo lineal se denomina Laminar y el flujo errtico obtenido a mayores velocidades del fluido se denomina Turbulento.

Si el nmero de Reynolds es menor o igual a 2100, el flujo se mantienen estacionario y se comporta como si estuviera formado por lminas delgadas o capas, que interactan solo en base a esfuerzos tangenciales, por eso a este flujo de le llama FLUJO LAMINAR.

Si el nmero de Reynolds est entre los valores de 2100 y 4100, la lnea del colorante pierde estabilidad formando pequeas ondulaciones variables en el tiempo, es imposible decir que tipo de flujo es. Este rgimen se denomina ZONA DE TRANSICIN o REGIN CRTICA.

Si en nmero de Reynolds es mayor a 4100, despus de un pequeo tramo inicial con oscilaciones variables, el flujo se dispersa hasta que adquiera un movimiento de torbellino en el que se forma corrientes cruzadas y remolinos, el colorante tiende a difundirse en todo el flujo. A este rgimen se le llama FLUJO TURBULENTO.

OBJETIVOS:

El alumno reforzar los conocimientos en el estudio del perfil de velocidades, reproduciendo el experimento de Osborne-Reynolds.

El alumno observar los diferentes tipos de rgimen laminar, de transicin y turbulento.

El alumno relacionar la velocidad y las propiedades fsicas de un fluido.

El alumno calcular el nmero de Reynolds y con l determinar qu tipo de rgimen se presenta en cada caso.

MATERIAL UTILIZADO EN LA PRCTICA.

Aparato del nmero de Reynolds. Colorante azul de metileno. Probeta de 1 L. Densmetros. Agua.

Vlvula de inyeccin de tinta

Vlvula de control de caudal.Tubo visualizador de caudal.Conector de salidaVlvula de dreneTubo de entradaRebosaderoToberaInyectorTornillo de ajusteDepsito de tinta

TANQUE DE ALIMENTACIN DE AGUA.

Encender el aparato de nmero de Reynolds. Verificar que las vlvulas estn cerradas.Acercar el material necesario (probeta de 1 L., azul de metileno, densmetros, etc.)Ingresar al laboratorio con bata y requisitos necesarios.

aHacer el mismo procedimiento 4 veces ms, e ir abriendo cada vez ms la vlvula de caudal.Con el flujo que se deposit en la probeta, determinar la densidad del fluido.Abrir la vlvula del azul de metileno gota a gota y observar que flujo se va formando.Alimenta el aparato de agua hasta que est lleno y empiece a rebosar.Alimentar el tanque de agua, as como alimentar el depsito de tinta con azul de metileno.Coloca una probeta de 1 L. a la salida de la toma de muestra.

TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES.

ExperimentoVolumen (L)Tv (s)r (-)T (C)t (s)

11171.431.0192097.26

21112.181.0192098.69

315512097.63

4129.601.0192098.55

5115.4812039.60

CLCULOS

Experimento 1.

K= 0.009026 ref=H2O a 20C= 0.9982 g/mLD=10mm=0.01m

Clculo del Gasto volumtrico..1

=

Clculo del rea del tubo..2

=

Clculo de la velocidad del flujo..3

= = 0.075949

Clculo de la densidad del fluido..4

= (1.019*0.9982)g/mL= 1.01717 g/mL= 1,017.17 Kg/m3

Clculo de la densidad cinemtica..5

= 97.26s*0.009026 =0.877869*Clculo de la viscosidad cinemtica..6

= 0.000000877869 = 0.000893 Kg/m.s

Clculo del nmero de Reynolds..7

= = 865.096 Flujo Laminar.

Experimento 2.

K= 0.009026 ref=H2O a 20C= 0.9982 g/mLD=10mm=0.01m

Clculo del Gasto volumtrico..1

=

Clculo del rea del tubo..2

=

Clculo de la velocidad del flujo..3

= = 0.113924

Clculo de la densidad del fluido..4

= (1.019*0.9982)g/mL= 1.01717 g/mL= 1,017.17 Kg/m3

Clculo de la densidad cinemtica..5

= 98.69s*0.009026 =0.890776*Clculo de la viscosidad cinemtica..6

= 0.00000089077 = 0.000906 Kg/m.s

Clculo del nmero de Reynolds..7

= = 1279.03 Flujo Laminar.

Experimento 3.

K= 0.009026 ref=H2O a 20C= 0.9982 g/mLD=10mm=0.01m

Clculo del Gasto volumtrico..1

=

Clculo del rea del tubo..2

=

Clculo de la velocidad del flujo..3

= = 0.227848

Clculo de la densidad del fluido..4

= (1.0*0.9982)g/mL= 0.9982 g/mL= 998.2 Kg/m3

Clculo de la densidad cinemtica..5

= 97.63s*0.009026 =0.881208*Clculo de la viscosidad cinemtica..6

= 0.000000881208 = 0.00088 Kg/m.s

Clculo del nmero de Reynolds..7

= = 2584.52 Zona de transicin o regin crtica.

Experimento 4.

K= 0.009026 ref=H2O a 20C= 0.9982 g/mLD=10mm=0.01m

Clculo del Gasto volumtrico..1

=

Clculo del rea del tubo..2

=

Clculo de la velocidad del flujo..3

= = 0.43038

Clculo de la densidad del fluido..4

= (1.019*0.9982)g/mL= 1.01717 g/mL= 1,017.17 Kg/m3

Clculo de la densidad cinemtica..5

= 98.55s*0.009026 =0.889512*Clculo de la viscosidad cinemtica..6

= 0.000000889512 = 0.000905 Kg/m.s

Clculo del nmero de Reynolds..7

= = 4837.23 Flujo Turbulento.

Experimento 5

K= 0.009026 ref=H2O a 20C= 0.9982 g/mLD=10mm=0.01m

Clculo del Gasto volumtrico..1

=

Clculo del rea del tubo..2

=

Clculo de la velocidad del flujo..3

= = 0.822785

Clculo de la densidad del fluido..4

= (1.0*0.9982)g/mL= 0.9982 g/mL= 998.2 Kg/m3

Clculo de la densidad cinemtica..5

= 39.60s*0.009026 =0.35743*Clculo de la viscosidad cinemtica..6

= 0.00000036743 = 0.000367 Kg/m.s

Clculo del nmero de Reynolds..7

= = 22378.9 Flujo Turbulento.

TABLA DE RESULTADOS

ExperimentoGv (m3/s)V (m/s)Pfluido (Kg/m3)V (mm2/s) (Pa.s)Tipo de flujo

10.0759491,017.170.8778698.93x10-4Laminar

20.1139241,017.170.8907769.06x10-4Laminar

30.227848998.20.8812088.8x10-4Zona de Transicin

40.430381,017.170.8895129.06x10-4Turbulento

50.822785998.20.357433.67x10-4Turbulento

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES.

Flujo Laminar, flujo ordenado y lento.

Flujo turbulento, flujo desordenado.

Flujo en transicin. Partes de laminar y turbulento.

Al realizar el experimento del Nmero de Reynolds, se debe de tener precauciones al iniciar ya que tenemos que tener en cuenta si estn cerradas las vlvulas que va del tanque de alimentacin al aparato, Si est lleno el tanque con agua, que no haya fugas, que no est tapado el inyector del azul de metileno, para poder as proceder a nuestra experimentacin.

Podemos concluir que visualizamos los diferentes tipos de flujos con xito, diferenciando el flujo laminar que es un flujo ordenado y lento, flujo turbulento que es flujo desordenado y rpido, y flujo transicional que tiene caractersticas del laminar y turbulento.

Obtuvimos valores de dicho nmero de Reynolds y de acuerdo a lo terico, conforme a los valores afirmamos de que flujo de trataba ya que los resultados obtenidos coinciden con las observaciones realizadas, donde una delgada lnea de la sustancia denotaba un flujo laminar y un movimiento acelerado y desordenado indicaba un flujo turbulento.

Observamos que al aumentar la velocidad del flujo iba pasando de un rgimen laminar a un rgimen turbulento y como consecuencia de ello, aumentaba el nmero de Reynolds.