Numero de Reynolds

Noviembre del 2015 

Fundación Universidad de América

Karent Daniela Tarquino Nieto

Código. 5131648

Informe, Practica de laboratorio N°2

Numero de Reynolds

MARCO TEÓRICO

El numero de Reynolds (Re) se define como la relación entre fuerzas de inercia y fuerzas de viscosidad. Su nombre fue sugerido por Moritz Weber como un homenaje a Osborne Reynolds(1842-1912), ingeniero británico quien en sus investigaciones sobre flujo viscoso lo introdujo como un parámetro adimensional que gobierna el comportamiento de este tipo de fluidos.

El comportamiento de un fluido, en particular en lo que se refiere a las perdidas de energía, depende de que el flujo sea laminar o turbulento; por esto es necesario tener un medio que permita predecir el tipo de flujo sin tener que observar en realidad cual es el comportamiento del flujo. Osborne Reynolds fue el primero en demostrar que es posible predecir el flujo ya sea laminar o turbulento, si se conoce la magnitud de un numero adimensional (Re).

El numero de Reynolds depende de la velocidad del fluido, del diámetro de tubería o diámetro equivalente y la viscosidad cinemática o la densidad del fluido y su viscosidad dinámica.

Hay 3 rangos que permiten clasificar el fluido según el numero de Reynolds en tuberías circulares, estos son:

• Re<2300 Flujo con comportamiento laminar.
• 2300<Re<4000 Zona de transición.
• Re>4000 Flujo con comportamiento turbulento.

DESCRIPCIÓN DE LA PRACTICA

Para el desarrollo de la practica se utilizo un Modulo básico Gunt HM 150 al cual se le instalo el equipo HM 150.18.  El equipo utilizado permite representar el flujo laminar y turbulento, el cual se puede observar a través de una tubería transparente con la ayuda de azul de metileno, lo cual permite visualizar de forma mas clara el comportamiento del flujo que esta pasando a través de la tubería.

La representación del comportamiento del flujo se debe a un contraste de color introducido, en el caso de la practica realizada azul de metileno.

El equipo donde se realizo la practica consta de una válvula que permite ajustar el caudal que pasa por la sección del tubo transparente. El azul de metileno se introduce en el agua que fluye; el equipo consta con unas esferas de vidrio lo que permite que el flujo se uniforme y no presente turbulencia en el deposito.

  Equipo HM 150.18

DATOS TOMADOS EN LA PRACTICA

	Laminar	Transición	Turbulento
Volumen (L)	0,7	0,4	1
Tiempo (seg)	44,53	15,86	10

CÁLCULOS REQUERIDOS

Flujo Laminar 

 Imagen 1. Ilustración del flujo Laminar en el equipo HM 150.18


Flujo Transición

 

Imagen 2. Ilustración flujo de Transición en el equipo HM 150.18

Flujo Turbulento

 

Imagen 3. Ilustración del flujo turbulento en el equipo HM 150.18

  ANÁLISIS DE RESULTADOS

• Para obtener los resultados del flujo laminar se utilizo un caudal muy pequeño, esto permitió observar un hilo azul delgado y homogéneo a traves de la tuberia de vidrio, este comportamiento se puede observar en la imagen 1. ademas este se comprobó con los cálculos necesarios dando como resultado un numero de Reynolds inferior a 2300 lo que nos confirma lo visualizado en la tuberia de vidrio.
• En el flujo turbulento se observan a travez del tubo de vidrio trazas mas marcadas de la tinta azul, pero no se ve homogeneo, puesto que hay zonas mas oscuras y donde la "concentracion" de la tinta es mayor, esto se observa en la imagen 2. este comportamiento del fluido se comprueba con los calculos necesarios, obteniendo de esta manera un numero de Reynolds entre 2300 y 4000, el cual corresponde a un flujo de transicion.
• En la imagen 3. se observa que el fluido que esta pasando por la tuberia de vidrio es totalmente azul claro, lo cual indica que el azul de metileno (tinta utilizada) esta totalmente diluida en el agua, en conclusion esto muestra el comportamiento tipico de un flujo turbulento que al comprobarlo matematicamente muestra un numero de Reynolds superior a 4000.

CONCLUSIONES

• El numero de Reynolds es afectado directamente por el caudal que tiene el fluido, puesto que a menor caudal el numero de Reynolds va a tener un menor valor lo que indica una tendencia hacia un flujo laminar; por el contrario al aumentar el caudal el numero de Reynolds va a aumentar mostrando un comportamiento de un flujo turbulento.
• Se demostro practicamente el comportamiento que puede tener un flujo, ya sea laminar, transicion o un flujo turbulento.
• El equipo HM 150.18 permite visualizar de forma sencilla el flujo de un fluido y como este es afectado por el caudal que tenga.
• El numero de Reynolds permite realizar una clasificacion sencilla para determinar que tipo de flujo es el que se esta dando en un sistema.

UTILIDAD DE LA PRACTICA 
La practica desarrollada permite al estudiante visualizar lo aprendido en clase, sobre el numero de Reynolds y los diferentes comportamientos que puede tener un flujo en un sistema y como este se ve afectado por el caudal utilizado. ademas le permite aplicar los conocimientos adquiridos para la caracterizacion de un flujo que puede ser laminar, de transicion o turbulento.

BIBLIOGRAFIA

• DUARTE AGUDELO, Carlos Arturo y NIÑO VICENTES, Jose Roberto; Introduccion a la mecánica de fluidos; Universidad Nacional de Colombia (sede Bogota); Facultad de ingeniería; Colección 145 años, Capitulo 6, Pag 2.

• MOTT, Robert L.; Mecanica de fluidos; Sexta edición, Editorial Person, Pag 230.