Practica Reynolds - Bizarro Nava Axel Giovan

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
Laboratorio de Fenómenos de Transporte
Practica: Numero de Reynolds 
Alumno: Bizarro Nava Axel Giovan
Profesora: Gregorio Zacahua Tlacuatl
Grupo: 2IM36
Ciclo escolar: Enero-Junio 2020
OBJETIVOS.
· El alumno reforzara los conocimientos en el estudio del perfil de velocidades, reproduciendo el experimento de Osborne-Reynodls.
· El alumno observara los diferentes tipos de régimen laminar, de transición y turbulento.
· El alumno relacionara la velocidad y las propiedades físicas de un fluido.
· El alumno calculara el número de Reynolds y con él determinara que tipo de régimen se presenta en cada caso.
INTRODUCCION TEORICA 
Reynolds (1874) estudió las características de flujo de los fluidos inyectando un trazador dentro de un líquido que fluía por una tubería. A velocidades bajas del líquido, el trazador se mueve linealmente en la dirección axial. Sin embargo a mayores velocidades, las líneas del flujo del fluido se desorganizan y el trazador se dispersa rápidamente después de su inyección en el líquido. El flujo lineal se denomina Laminar y el flujo errático obtenido a mayores velocidades del líquido se denomina Turbulento.
Este número es adimensional y puede utilizarse para definir las características del flujo dentro de una tubería.
El experimento consiste en inyectar pequeñas cantidades de fluido coloreado en un líquido que circula por una tubería de cristal y Osborne Reynolds observó el comportamiento de los filamentos coloreados en diferentes zonas, después de los puntos de inyección.
El número de Reynolds proporciona una indicación de la pérdida de energía causada por efectos viscosos. Observando la ecuación anterior, cuando las fuerzas viscosas tienen un efecto dominante en la pérdida de energía, el número de Reynolds es pequeño y el flujo se encuentra en el régimen laminar.
Para valores de Re ≤ 2100, el flujo se mantiene estacionario y se comporta como si estuviera formado por láminas delgadas o capas, que interactúan solo en base a esfuerzos tangenciales, por eso a este flujo se le llama flujo laminar
Para valores de 2100 < Re < 4100, la línea del colorante pierde estabilidad formando pequeñas ondulaciones variables en el tiempo, es imposible de predecir que tipo de flujo existe, manteniéndose sin embargo delgada. Este régimen se denomina de Zona de Transición o Región Critica
Para valores de Re ≥ 4100, después de un pequeño 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. Este régimen es llamado flujo turbulento
Experimento de Reynolds
“Flujo Laminar”
T1= 3.47 min Tprom= 3.51 min V= 2lt
T2= 3.55 min 	 D= 10 mm ó 0.01 m		 ρagua= 1 Kg/l o 1000 Kg/m3
μ= 1.002*10-3 Kg/m*s
Cálculos
a) Calculo del gato másico del agua en la operación
b) Calculo de la velocidad del flujo del fluido dentro de la tubería
c) Calculo del número de Reynolds
“Flujo Transitorio”
T1= 2.02 min Tprom= 2.09 min V= 2lt
T2= 2.16 min 	 D= 10 mm ó 0.01 m		 ρagua= 1 Kg/l o 1000 Kg/m3
μ= 1.002*10-3 Kg/m*s
Cálculos
a) Cálculo del gato másico del agua en la operación
b) Cálculo de la velocidad del flujo del fluido dentro de la tubería
c) Cálculo del número de Reynolds
“Flujo Turbulento”
T1= 1.12 min Tprom= 1.025 min V= 2lt
T2= 0.93 min 	 D= 10 mm ó 0.01 m		 ρagua= 1 Kg/l o 1000 Kg/m3
μ= 1.002*10-3 Kg/m*s
Cálculos
a) Cálculo del gato másico del agua en la operación
b) Cálculo de la velocidad del flujo del fluido dentro de la tubería
c) Cálculo del número de Reynolds
TABLA DE RESULTADOS
	
	
	
	
	No. De Reynolds
	Tipo de flujo
	
	
	
	
	
	Laminar
	
	
	
	
	
	Laminar 
	
	
	
	
	
	Turbulento
Observaciones
Al verter el colorante en el deposito se observa que este baja a través del tubo dependiendo de cuanto giremos la válvula de control de caudal, si la válvula no estaba tan abierta la tinta descendía casi todo el tiempo en línea recta dándonos a entender que era un flujo laminar, cuando la válvula se abría un poco mas la tinta empezaba a hacer pequeñas ondulaciones, en ese momento se identificaba como un flujo transitorio y por ultimo cuando se abría más la válvula la tinta se descendía de forma irregular por lo que se trataba de un flujo turbulento, en el segundo calculo la válvula no fue abierta lo suficiente, esto se comprueba porque cuando se determino el numero de Reynolds en este segundo caso daba un resultado de 2025.9481 el cual es un valor muy cercano al del flujo transitorio teniendo que estar entre 2100 y 4100 por lo tanto el resultado que obtuvimos aun corresponde a un flujo laminar muy cercano a ser transitorio.
Conclusión 
Gracias a los datos vaciados en las tablas nos dimos cuenta de que el gasto volumétrico, el gasto masico y la velocidad van aumentando cada vez que cambia el tipo de flujo, es decir, cuando aumenta el numero de Reynolds estas tres variables también aumentan, siendo el flujo turbulento el más rápido y el laminar el más lento.
El número de Reynolds proporciona una indicación de la pérdida de energía causada por efectos viscosos, cuando se utilizó la ecuación para determinar el número de Reynolds, se aprecia que la viscosidad es inversamente proporcional al número de Reynolds por lo que las fuerzas viscosas tienen un efecto dominante en la pérdida de energía, y si la viscosidad es grande el número de Reynolds es pequeño y el flujo se encontraría en el régimen laminar. De igual forma si tuviéramos un diámetro muy grande analizando la formula observamos que ayudaría a aumentar el numero de Reynolds por lo que ahora se podría tratar de un flujo turbulento. Conocer estos datos es importante para saber cuando sea necesario manejar diferentes fluidos y hacer que viajen en distintos tipos flujos ya sabemos cuáles son las variables que se tienen que modificar para lograr que viaje en flujo transitorio por ejemplo.