Descripción del Experimento

Se deja circular agua por el tubo transparente que desagota en un recipiente ubicado en la balanza. Abriendo más o menos vueltas la válvula se obtienen distintos caudales, los cuales tienen flujos turbulentos en mayor o menor medida, e incluso laminares.

Junto con el agua del depósito circula un pequeño caudal de tinta que forma un hilo en el centro del tubo lo que nos permitirá observar el régimen de flujo que está aconteciendo.

La experiencia tiene como objetivo el cálculo de los números de Reynolds para los distintos flujos de agua que circulan por el tubo, y así verificar lo que se observa a simple vista gracias a la tinta:

A medida que el régimen se hace menos turbulento el hilo de tinta se estabiliza llegando a ser recto para cuando el régimen es laminar.

Las ecuaciones utilizadas para realizar el cálculo son las siguientes:

vol=∆mρ

Q= volt

v=4. Qπ D2

ℜ=v . D . ρμ

Siendo la temperatura del fluido T=10 ºC, los valores de densidad y viscosidad son:

ρ=1000 kgm3

μ=1,3.10−3Pa . s

También se tiene como dato el diámetro de la tubería

D=0.09 m

LECTURAS

NºDE VUELTAS

TIEMPO[s]

MASA[Kg]

∆MASA[Kg]

VOLUMEN[m3]

CAUDAL[m3 /s]

VELOCIDAD[m/s]

Nº REYNOLDS

REGIMEN

1 3 ½ 9.61 9.3 9.3 9.3e-3 9.67e-4 0.152 10523 Turb.2 1 ½ 13.01 16.5 7.2 7.2e-3 5.53e-4 0.086 5953 Turb.3 1 21.82 23.9 7.4 7.4e-3 3.39e-4 0.053 3622 Trans.4 ½ 54.7 31.2 7.3 7.3e-3 1.33e-4 0.021 1454 Laminar

5 A tope (6)

8.61 40 8.8 8.8e-3 1.02e-3 0.16 11077 Turb.

El resto de las variables se presentan en la siguiente tabla donde también se observa el Nº de Reynolds y el régimen al cual corresponde cada lectura.

Conclusiones

Pudo comprobarse de manera práctica los valores que son utilizados académicamente.

Reynolds < 2000 (régimen laminar) se observo un hilo de tinta recto.

2000 < Reynolds < 5000 (zona de transición) El hilo de tinta presentó perturbaciones (nudos).

Reynolds > 5000 (régimen turbulento) El hilo se desintegró esparciéndose la tinta en el centro del tubo.