VISUALIZACIÓN DE REGÍMENES DE FLUJO NÚMERO DE REYNOLDS

MECÁNICA DE FLUIDOS

MARCO ANTONIO VAZQUEZ VARA INSTITUTO TECNOLOGICO DE ZACATEPEC

INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA

18 DE MAYO DE 2015

Objetivos:

Visualizar los flujos en sus diferentes regímenes para diferenciar el flujo

laminar del turbulento y de transición.

Marco teorico:

El número de Reynolds

Reynolds demostró por primera vez las características de los dos regímenes

de flujo de un fluido real, laminar - turbulento, por medio de un sencillo

aparato.

Reynolds descubrió que para velocidades bajas en el tubo de vidrio, un

filamento de tinta proveniente de D, no se difunde, sino que se mantiene

sin variar a lo largo del tubo, formando una línea recta paralela a las

paredes. Al aumentar la velocidad el filamento ondula y se rompe hasta que

se confunde o mezcla con el agua del tubo. Reynolds dedujo que para

velocidades bajas las partículas de fluidos se movían en capas paralelas,

deslizándose a lo largo de láminas adyacentes sin mezclarse. Este régimen

lo denominó flujo laminar. Y el régimen cuando hay mezcla lo nombró flujo

turbulento.

Reynolds pudo generalizar sus conclusiones acerca de los experimentos al

introducir un término adimensional, que posteriormente tomó su nombre,

como Numero de Reynolds:

Longitud de Estabilización

Cuando un tubo cilíndrico es atravesado por una corriente liquida, la

longitud necesaria (medida desde las entradas al tubo) para que se

desarrolle completamente el flujo, sea este laminar o turbulento, se

conoce como longitud de estabilización. Por investigaciones realizadas,

la longitud de estabilización (L) es:

a) Para flujo laminar

L = 0.0288 D Re (según Schiller)

L = 0.0300 D Re (según Boussinesq)

b) Para flujo turbulento

40 D ˂ L ˂ 50 D

Siendo D el diámetro del tubo

Aparatos y equipos utilizados Cuba de Reynolds, compuesto de un tubo de vidrio.

Termómetro

Cronometro

Procedimiento del experimento Al realizar el experimento se siguieron los siguientes pasos en este orden:

Comprobar que el equipo se encuentre en buen estado. (El cual se

reparó para ser utilizado)

Ingresar agua, regulando de tal forma que no se derrame el líquido.

El agua ingresada es almacenada en un recipiente cubico graduado en

litros.

Verificación de la temperatura del agua.

Verter el colorante, de manera que fluya a través del tubo de vidrio,

tratando que el hilo de tinta sea lo más delgado posible.

Datos y cálculos realizados

Conclusiones Se pudo comprobar satisfactoriamente los valores obtenidos por

Reynolds.

Se pudo distinguir con claridad el flujo laminar, del flujo turbulento y

transitorio (solo de forma experimental).

Observaciones El instrumento de Reynolds presentaba fugas después de haberlo reparado,

también la longitud del tubo de vidrio es muy pequeña por eso la

visualización de los tipos de fluidos no se desarrollaban lo suficiente para

notarlos con mayor claridad.