Resumen

En la práctica de la ``Demonstración de Osborne Reynolds`` se trata de conseguir de manera visual las condiciones de flujo laminar, transición y turbulento para luego ser confrontado con los cálculos realizados y determinar si los datos obtenidos concuerdan con lo que se ha visto de forma práctica.

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Tabla de contenido

Introducción……………………………………………………………………….…………3

Objetivos…………………...…………………………………………………………………4

Fórmulas de trabajo…………………………………………………………………………5

Equipamiento………...………………………………………………………………………5

Datos…………………………………………………………………………………...……...6

Resultados …….……..…………………….….…….…………………………………..….6

Discusión de Resultados………………………………………………………………..…7

Conclusión……………………………………………………………………..………….….9

Bibliografía…………..……………………………………………………………………….10

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Introducción

En el siguiente reporte veremos la demostración de Osborne Reynolds o número de Reynolds, el cual nos permite determinar de forma analítica el tipo de flujo que transita por las tuberías. Estos flujos pueden ser: laminar, transición o turbulento.

En la práctica utilizamos un Banco Hidráulico (F1 - 10) y el aparato de Reynolds (F1 - 20) para tres caudales, el cual por medio de la observación ver si es un flujo laminar, transición o turbulento utilizando también azul de metileno (C20H12O5) para determinar fácilmente estos tipos de flujo y luego con los datos obtenidos respaldar lo que se vio de forma práctica.

Repetiremos el experimento del Ing. Osborne Reynolds respecto a las condiciones de flujo y observar las diferencias entre cada uno de ellos con diferentes velocidades, para luego poder calcular el número de Reynolds.

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Objetivos

Repetir el experimento del Ing. Osborne Reynolds para diferentes flujos y observar las diferencias entre laminar, transición o turbulento y luego calcular su respectivo número de Reynolds.

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Fórmulas de trabajo

N r=Vc Dυ

Q=VTA=π D

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4Vc=Q

A

Nr: Numero de Reynolds

Q: Caudal

A: Área

Vc: Velocidad crítica

ν: Viscosidad Cinemática

D: Diámetro del tubo

V: Volumen

T: Tiempo

Equipamiento

Banco Hidráulico (F1-10) Equipo de Demostración de Osborne Reynolds (F1-20) Azul de Metileno(C20H12O5) Termómetro Cronómetro Agua

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Datos

Diámetro interno de la tubería de descarga, D = 10 mm Temperatura del agua, t = 25℃ Viscosidad cinemática del agua, ν=0.897 x10−6

Volumen de agua (Laminar), 1.9x10-4 m3

Volumen de agua (Transición), 2.5x10-4 m3

Volumen de agua (Turbulento), 2.5x10-4 m3

Resultados

Tabla 1 – valores de la viscosidad cinemática del agua

Temperatura ℃

viscosidad cinemática (m2/s)10-6

5 1.5210 1.30815 1.14220 1.00725 0.89730 0.80435 0.72740 0.66150 0.556

Tabla 2 – plantilla para tabulación de datos del experimento de Reynolds

Régimen Visualizado

Volumen de Agua(m3)

Tiempo(s) Caudal(m3/s) Velocidad(m/s) Número de Reynolds

Laminar 1.9x10-4 50.13 3.79x10-6 0.0478 532.8874Transición 2.5x10-4 11.34 2.21x10-5 0.2808 3130.8687Turbulento 2.5x10-4 3.10 8.06x10-5 1.02675 11,446.48

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Discusión de los resultados

Explique en sus propias palabras la diferencia que usted vio en el flujo cuando era laminar, turbulento y de transición

La diferencia observada fue la línea del azul de metileno que pasa por el medio del flujo era diferentes en los tres caudales (laminar, transición y turbulento). Cuando el flujo era laminar se podía observar una línea prácticamente perfecta que pasaba por el medio del fluido, luego cuando se observaba el flujo de transición la línea del azul de metileno era una línea poco visible y distorsionada, al final en el turbulento no se podía apreciar la línea.

Realice un dibujo de cada flujo

Flujo laminar

Flujo de transición

Flujo turbulento

Explique en sus propias palabras qué beneficio trajo a la hidráulica el Número de Reynolds

El número de Reynolds es de gran importancia, ya que por medio de este podemos determinar las pérdidas de energía que ocurren en las tuberías y recopilar una serie de datos que nos ayudan al diseño de redes de distribución y aprovechamiento de estos.

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¿Concuerdan los resultados obtenidos con los citados estudios teóricos? ¿Por qué?

Sí, porque el número de Reynolds de los flujos laminar, transición y turbulento caen en cada uno de sus respectivos rangos.

Laminar: Nr < 2000

Transición: 2000 < Nr < 4000

Turbulento: Nr > 4000

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Conclusión

Se pudo demostrar que el número de Reynolds coincide con gran precisión con el flujo visto de manera experimental según los datos obtenidos del flujo laminar, transición y turbulento.

Los flujos laminar y turbulento fueron fáciles de apreciar de manera experimental y sus cálculos teóricos cumplieron con el rango de cada uno de ellos, pero el de transición fue un poco más complejo, ya que esta condición de flujo está entre el rango laminar y turbulento, y tuvo que hacerse por segunda vez, ya que la primera medición fue por encima del rango de transición.

En esta práctica se aprendió a calcular de manera teórica el número de Reynolds de un flujo que pasa por una tubería.

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Bibliografía

Mott, R. L., 2006. Mecánica de Fluidos. 6ta ed. México: PEARSON EDUCACIÓN.

Streeter, Victor, 2000. Mecánica de Fluidos. 9na ed. McGraw Hill

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