CI67_LAB1_FLUIDOS_GRUPO2

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UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS 
FACULTAD DE INGENIRIA 
 
 
MECÁNICA DE FLUIDOS 
INFORME DE LABORATORIO 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DOCENTE: Ing. Rubén Darío Jesús Rodríguez Pérez 
 SECCIÓN: CI67 GRUPO: 3 
INTEGRANTES: 
- Castillo Jurges, Arturo Juel 
- Jimenez de la Cruz, Victor Rafael 
- More Litano, Brigitte Madeley 
- Ramos Cupe, Danny Kelvin 
- Valladares Cordova, Chrismell 
 
 
CICLO 2023 – II 
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ÍNDICE 
 
1. LABORATORIO 1: FUNDAMENTOS DE MECÁNICA DE FLUIDOS ........................... 3 
1.1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 3 
1.2. OBJETIVOS .................................................................................................................. 4 
1.2.1. OBJETIVO GENERAL: ....................................................................................... 4 
1.2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: ............................................................................... 4 
1.3. MARCO TEÓRICO ...................................................................................................... 4 
1.4. INSTRUMENTOS Y COMPONENTES .................................................................... 15 
1.4.1. ENSAYO 1: MEDICIÓN DE CAUDALES Y PRESIÓN .................................. 15 
1.4.2. ENSAYO 2: APARATO DE REYNOLDS ........................................................ 17 
1.5. PROCEDIMIENTO .................................................................................................... 19 
1.5.1. ENSAYO 1: MEDICIÓN DE CAUDALES Y PRESIÓN .................................. 19 
1.5.2. ENSAYO 2: APARATO DE REYNOLDS ............................................................ 21 
1.6. CÁLCULOS Y GRÁFICAS ....................................................................................... 24 
1.6.1. CÁLCULOS PRELIMINARES .......................................................................... 24 
 ............................................................................................. ¡Error! Marcador no definido. 
1.6.2. EQUIPO 1: MEDICIÓN DE CAUDALES Y PRESIÓN ................................... 25 
1.6.3. EQUIPO 2: MEDICIÓN DE CAUDALES Y PRESIÓN ................................... 31 
1.7. CÁLCULOS FINALES .............................................................................................. 34 
Datos tomados de la muestra: .............................................................................................. 38 
1.8. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ........................................... 41 
1.8.1. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN ENSAYO 1: MEDICIÓN DE CAUDALES 
Y PRESIÓN ........................................................................................................................ 41 
 ............................................................................................................................................. 41 
 ............................................................................................................................................. 41 
1.8.2. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN ENSAYO 2: APARATO DE REYNOLDS
 43 
1.9. IMPORTANCIA DE LOS ENSAYOS REALIZADOS EN LA INGENIERIA CIVIL
 46 
1.10 . CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................ 48 
RECOMENDACIONES: .................................................................................................. 48 
1.11 . REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ...................................................................... 49 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. LABORATORIO 1: FUNDAMENTOS DE MECÁNICA DE 
FLUIDOS 
 
1.1. INTRODUCCIÓN 
 
La mecánica de fluidos como una ciencia básica de la ingeniería, es una rama de la 
mecánica que se aplica al estudio del comportamiento de los fluidos, por lo que estos 
se encuentran en reposo o en movimiento. Para su compresión se debe iniciar con el 
conocimiento de las propiedades físicas de los fluidos, entre las cuales son la densidad 
y la viscosidad. El comportamiento de los fluidos es importante para los procesos de 
la ingeniería en general constituye uno de los fundamentos para el estudio de las 
operaciones unitarias. Tener un concepto clave de los fluidos es esencial, no solo para 
tratar con precisión los problemas de los movimientos de fluidos a través de tuberías, 
bombas y otros equipos de proceso, sino también para el estudio del flujo de calor y de 
muchas operaciones de separación que dependen de la difusión y transferencia de masa 
(Rangel&Arias, 1995). 
 
El propósito de informe tiene como objeto describir los procedimientos de los ensayos 
de medición de caudal, medición de presiones en tuberías y régimen de flujo con el 
aparato de Reynolds que fueron realizados en el laboratorio. Asimismo, se evaluaron 
los siguientes resultados los cuales se determinaron mediante cálculos: caudal 
registrado en el caudalímetro analógico a fin de compararse con el caudal del rotámetro 
para hallar el error porcentual; la diferencia de presión mediante la diferencia de nivel 
registrado en dos piezómetros, así como la velocidad media en la tubería en cada 
régimen ensayado y su condición de flujo. Por otro lado, una de las principales 
aplicaciones de la Mecánica de Fluidos es el estudio de flujo en tuberías y su relevancia 
radica en que está presente en gran parte de las actividades humanas, tales como: redes 
de distribución de agua potable, instalaciones sanitarias en una vivienda, instalaciones 
de gas natural, flujo de aire por ductos de ventilación, entre otras aplicaciones que 
requieran el transporte de un fluido para cumplir con los requisitos. 
 
 
 
 
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1.2. OBJETIVOS 
 
1.2.1. OBJETIVO GENERAL: 
 
• Realizar el estudio de flujo en las tuberías y obtener los parámetros que 
permitan identificar el estado de flujo con respecto a su pérdida de 
presión, velocidad de flujo y régimen en el que se presenta. 
• Clasificar y describir los parámetros de los fluidos en base a la teoría de 
Reynolds. 
 
1.2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: 
 
• Determinar el error en porcentaje de la medición del caudal mediante el 
caudalímetro analógico 
• Calcular la velocidad media de flujo en una tubería por medio de la 
ecuación de continuidad 
• Hallar la pérdida de presión entre dos puntos de una tubería que cumple 
la función de piezómetro utilizando el diámetro de este equipo. 
• Determinar el régimen en el que estará sometido el flujo mediante el uso 
de los instrumentos de Reynolds. 
 
1.3. MARCO TEÓRICO 
 
▪ Velocidad media: Es el promedio de las velocidades de las moléculas del 
fluido. La unidad usada es: m/s. 
 
• Caudal volumétrico. Es el volumen de fluido que pasa por una superficie 
dada en un tiempo determinado. Usualmente es representado con la letra Q 
mayúscula. Es la razón entre el volumen de cierto fluido que transita a través 
de una superficie en una unidad de tiempo. Sus unidades más comunes son: 
m3/s, m3/h, l/s, l/min, l/h. 
 
▪ Tubo piezométrico. Es un dispositivo utilizado para medir la presión de un 
líquido en un sistema mediante la medición de la altura a la que una columna de 
líquido se eleva contra la gravedad. También, es un tubo cristalino cuyo 
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diámetro no excede los 5mm, a fin de evitar corregir por menisco. Este se 
conecta al punto en el cual se desea medir la presión del fluido, llamado 
orificio piezométrico. La desventaja de emplear este equipo es que no se 
puede medir presiones grandes, ya que el líquido se derramaría en la parte 
superior del tubo que está libre a la atmósfera. 
▪ Presión. La presión es una magnitud física escalar representada con el 
símbolo p, es la fuerza que actúa por unidad de área según la normal hacia 
la superficieque delimita un volumen infinitamente pequeño, en el seno de 
un fluido en reposo. La presión en un punto es la misma en todas las 
direcciones Es por eso, que se define como la relación entre la fuerza 
generada por un fluido y el área de la superficie que está en contacto con 
este (Coluccio L. 2021). 
▪ Presión Absoluta. La presión absoluta se mide su valor referente al cero 
absoluto o vacío. Este valor se refiere a la presión total a la que un cuerpo o 
sistema está sometido. Cuando no exista choque entre moléculas, el valor 
que se tomará es cero. 
 
 
 
 
 
Figura 1: Presión 
 
▪ Presión Atmosférica. La presión atmosférica varía con la altura y las 
condiciones climatológicas. Es conocida también como presión 
barométrica. Esta presión irá disminuyendo, dependiendo de la altitud. A 
nivel del mar la presión atmosférica estándar es:1atm= 101.3 KPa (abs) = 
14.69 lbf/pulg2 abs = 14.69psi= 1.033 kgf/cm2 = 29.92 pulg Hg = 760 mm 
Hg. 
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▪ Presión manométrica. En la mayoría de los casos es superior a la presión 
atmosférica y se mide mediante un manómetro el cual marca la diferencia 
entre la presión desconocida y la presión atmosférica local. Es importante 
mantener controladas estas presiones en los procesos químicos, industriales, 
mecánicos, de generación de electricidad, etc., ya que se suelen emplear 
reservorios cerrados, tuberías, sistemas hidráulicos, bombas entre otros, 
donde de no haber un control de la presión excesivas se podría ocasionar 
averías, daños y malos funcionamientos en estos equipos y sistemas (Terán 
et al., 2018). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2: Piezómetro 
 
▪ Manometría. Es la ciencia que estudia la medición de la presión en los 
fluidos. La mayoría de los medidores de presión, o manómetros, miden la 
diferencia entre la presión de un fluido y la presión atmosférica local. Para 
pequeñas diferencias de presión se emplea un manómetro que consiste en un 
tubo en forma de U con un extremo conectado al recipiente que contiene el 
fluido y el otro extremo abierto a la atmósfera. El tubo contiene un líquido, 
como agua, aceite o mercurio, y la diferencia entre los niveles del líquido en 
ambas ramas indica la diferencia entre la presión del recipiente y la presión 
atmosférica local. 
 
▪ Manómetro Abierto. Se utilizan para medir presiones mayores y menores 
que la atmosférica. Deben ser de rama invertida. Sea el recipiente mostrado 
en el gráfico, lleno con un líquido sometido a presión, al que se le ha 
conectado un manómetro de mercurio. 
 
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▪ Manómetro diferencial. Son manómetros cuya finalidad es determinar la 
diferencia de presiones entre dos fluidos. Para establecer la diferencia de 
presión que existe entre A y E se aplica el criterio general: Pc = Pd. Mediante 
este instrumento se mide la diferencia de presiones entre dos puntos. 
Usualmente se emplean en la medición de cambios de presión muy pequeños, 
debido a ello en su calibración requiere de patrones de muy alta exactitud. 
Los alcances de medición pueden ir desde unos cuantos pascales hasta miles 
de pascales (Zúñiga et al., 2008). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3: Manómetro Diferencial 
 
• Manómetro en U. También es conocido como manómetro de dos ramas 
abiertas, una de sus ramas está abierta a recibir la presión de la atmosfera, 
mientras la otra se introduce con el fluido que se desea medir. Se trata de un 
manómetro en el cual uno de los extremos está conectado al punto donde se 
desea medir la presión y el otro está expuesto a la atmósfera. En el interior 
se utiliza un líquido manométrico el cual puede ser mercurio (Manual de 
Instrucciones, 2017). 
 
 
 
 
Figura 4: Manómetro en U 
 
 
 
 
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FLUJO DE UN FLUIDO REAL Los problemas de flujo real son mucho más 
difíciles que los problemas de fluidos ideales debido a los fenómenos causados 
por la presencia de viscosidad. La viscosidad agrega resistencia al movimiento 
al crear fuerzas de cizallamiento o fricción entre las partículas de fluido y entre 
las partículas de fluido y las paredes límite que impiden el movimiento. Para 
que se produzca un flujo, se debe realizar un trabajo contra estas fuerzas de 
arrastre, mientras que parte de la energía se convierte en calor. Tener en cuenta 
la viscosidad permite dos posibilidades diferentes de flujo constante, a menudo 
condiciones de flujo completamente diferentes a las de un líquido ideal. La 
influencia de la viscosidad en el perfil de velocidad también refuta la 
suposición de una distribución de velocidad uniforme (Romero, H.P. (2014). 
1° Informe de Laboratorio Numero de Reynolds.) 
 
FLUJO LAMINAR EN COMPARACIÓN CON EL TURBULENTO. 
Algunos procesos son fluidos y ordenados, mientras que otros se consideran 
caóticos. El movimiento altamente ordenado de un líquido, caracterizado por 
capas de líquido imperturbables, se llama lamina. La palabra laminar proviene 
del movimiento de partículas fluidas en contacto entre sí, en "láminas". El flujo 
de líquidos altamente viscosos, como los aceites a bajas velocidades 
normalmente es laminar. El movimiento altamente desordenado de un fluido, 
que generalmente ocurre a altas velocidades y se caracteriza por variaciones en 
la velocidad, se denomina turbulento. El flujo de líquidos de baja viscosidad, 
como el aire, sueles ser turbulento a altas velocidades. El régimen de flujo 
afecta significativamente en la potencia requerida para el bombeo. Los flujos 
que alteran entre laminar y turbulento se denominan de transición (Cengel, Y. 
(2018). Fundamentos y aplicaciones. Cuarta edición). 
 
 
 
 
 
Figura 5: Experimento de Reynolds 
 
 
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Reynolds pudo generalizar sus conclusiones sobre el experimento al 
introducir un concepto adimensional, más tarde llamado número de 
Reynolds: 
 
𝑅𝑒 = 
𝑉𝐷
𝑉
= 
𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎𝑠 𝑖𝑛𝑒𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙𝑒𝑠
𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎𝑠 𝑣𝑖𝑠𝑐𝑜𝑠𝑎𝑠
 
Donde: 
• V: Velocidad media del flujo (m/s). 
• v: Viscosidad cinemática del fluido (𝑚2/𝑠). 
• D: Diámetro de la tubería (m). 
 
• Clasificación de Fluidos según Reynolds. Osborne Reynolds determina el 
tipo de flujo de los fluidos en base a inyectar una tinta en un flujo dentro de 
una tubería y observar cuál es el tipo de movimiento que sigue la tinta. 
Cuando las velocidades dentro de la tubería son bajas, la traza de la tinta 
corresponderá a un carácter laminar y cuando las velocidades son altas al 
interior de la tubería, la tinta se desorganizará y el tipo de flujo será turbulento. 
Precisamente es el número de Reynolds el parámetro que permite dicha 
caracterización del flujo, debido a que es el cociente de las fuerzas de inercia 
sobre un fluido entre las fuerzas viscosas. Reynolds demostró que ciertos 
valores críticos definen las velocidades superior e inferior de todos los fluidos 
que fluyen a través del tamaño de una tubería, y concluyó que los límites del 
flujo laminar y turbulento eran flujos laminares y turbulentos numéricos 
simples adjuntos. (Madrid et al., 2016). 
Según el número de Reynolds, los flujos se definen: 
 
𝑅 ≤ 2300 → 𝐹𝑙𝑢𝑗𝑜 𝐿𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎𝑟 
2300 < 𝑅 < 4200 → 𝐹𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑒𝑛 𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑖𝑐𝑖ó𝑛 
𝑅 ≥ 4200 → 𝐹𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑇𝑢𝑟𝑏𝑢𝑙𝑒𝑛𝑡𝑜 
 
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Figura 6: Vista de los Regímenes de Flujo 
 
 
• Fujo Laminar. En el flujo laminar las partículas del fluido se mueven 
siguiendo una trayectoria paralela cada una adyacente a la otra, formando 
juntos así una capa o lámina, además para poder clasificar como flujo laminar 
a un fluido, debería de cumplir que Re≤2300, según lo dicho por Reynolds. 
 
• Flujo de Transición. Debido a que el paso del flujo laminar al flujo 
turbulento no es inmediato, sino que en ese interfaz existe un comportamiento 
intermedio indefinido, por ello este cambio es llamado flujo de transición. 
Para identificar este régimen, sedebe de cumplir que 2300<Re<4200. 
 
• Flujo Turbulento. En el flujo turbulento se caracteriza por fluctuación rápida 
y aleatoria en regiones giratorias del fluido, llamado también remolinos a 
través del flujo. Este tipo de flujo en su mayoría se encuentra en la práctica 
de los ingenieros, debido a ello, su estudio es muy importante. Según 
Reynolds para reconocer este tipo de flujo debe de cumplir que Re≥4200. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 7: Regímenes de Flujo de Fluidos en Tuberías 
 
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Perfil de velocidades. Se utiliza para determinar el caudal de un fluido que 
fluye dentro de una tubería. Si cambia el perfil óptimo, la precisión de un 
caudalímetro másico térmico disminuye. Uno de los factores que afectan al 
perfil del flujo son los tramos rectos anteriores. 
 
✓ Tipo laminar: El perfil de velocidades del flujo laminar totalmente 
desarrollado en una tubería es de forma parabólica donde en el medio 
de la línea ocurrirá la velocidad máxima y en las paredes de la tubería 
la velocidad será el mínimo que es igual a cero. (Robert L,M, 2006). 
 
 
 
 
 
 
Figura 8: Perdidas en Tuberías 
 
✓ Tipo turbulento: Es muy diferente a la distribución parabólica del flujo 
laminar. La velocidad del fluido cerca de la pared del tubo cambia con 
rapidez desde cero en la pared a una distribución de velocidad casi 
uniforme en toda la sección transversal. Aunque en la realidad el perfil 
de velocidades es muy distorsionado la dirección, no existe dirección 
fija. (Robert L,M. 2006). 
Figura 9: Perfil de velocidad del flujo turbulento 
 
 
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Rotámetro. Un rotámetro es un instrumento de laboratorio que se utiliza para 
medir el caudal de un fluido. Por lo tanto, el rotámetro es un tipo de 
caudalímetro. Teniendo en cuenta que el caudal o gasto volumétrico se define 
como la cantidad de flujo por unidad de tiempo que circula por una sección 
de un tubo. 
Este instrumento, consta de un tubo de vidrio en el cual se haya un elemento 
sensible construido usualmente de forma cilíndrica con un disco en su extremo 
y provisto de orificios laterales en donde circula el fluido que induce al 
flotador a una rotación alrededor de su eje con el fin de estabilizarlo. La 
corriente de flujo que se dirige de abajo hacia arriba a través del tubo cónico 
del rotámetro provoca la elevación del flotador hasta una altura en que el área 
comprendida entre las paredes del tubo y el cuerpo del flotador va a adquirir 
una dimensión de tal forma que las fuerzas que actúan sobre el flotador se 
equilibran y hacen que este se mantenga estable a una altura que corresponde 
a un valor dado de caudal. 
Las fuerzas que actúan sobre el flotador son tres: resistencia aerodinámica la 
actúa hacia arriba, empuje hidrostático que actúa hacia arriba y el peso 
actuando hacia abajo. (Ibarrola, E., s.f.). 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 10: Rotámetro 
 
 
PARTES DE UN ROTÁMETRO. El rotámetro se trata de un tubo cónico, 
habitualmente de vidrio o de plástico, con una pieza en su interior llamada 
flotador que se mueve verticalmente hacia arriba y hacia abajo según el caudal 
del fluido. Así pues, las partes de un rotámetro son las siguientes: 
 
✓ FLOTADOR: es una pieza que está en el interior del rotámetro. El 
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flotador se mueve verticalmente por el rotámetro en función del caudal 
del fluido, cuanto mayor sea el caudal más arriba estará. Es la parte del 
rotámetro que marca el valor del caudal del fluido. 
✓ ESCALA: indica el valor del caudal medido. El límite del flotador 
marcará la raya de la escala que corresponde al caudal del fluido. 
✓ GUÍA: pieza del interior del rotámetro por la cual se desplaza el 
flotador. Sirve para asegurar que el flotador se desplaza verticalmente. 
✓ TUBO DE MEDICIÓN: tubo por el cual se mueve el flotador, consiste 
en el cuerpo del rotámetro. 
✓ TOPE INFERIOR: se trata del límite inferior del flotador. Cuando no 
está midiendo ningún caudal, el flotador se mantiene en reposo en esa 
posición. 
✓ TOPE SUPERIOR: es el límite superior del flotador. Se recomienda 
que el flotador no llegue al tope superior para evitar desperfectos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 11: Partes de un Rotámetro 
 
Banco de tuberías. Permite determinar pérdidas de carga en distintas 
secciones de tubo típicas. Presenta cinco puntos de medición de presión 
como mínimo de 2.5 m de longitud a fin de que puedan realizarse mediciones 
precisas de la caída de presión en una tubería. Este instrumento contiene tres 
secciones de tubo rectas de distintos materiales, los cuales son cobre y acero, 
y con diámetros diferentes. Además, contiene una sección de tubo con codo, 
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una de tubo con contracción y expansión y una sección de tubo con 
robineterías intercambiables. Para las mediciones de caudal de referencia y 
en la calibración se incluye un rotámetro y un recipiente graduado 
volumétrico el cual permite hacer una conversión de altura de agua a 
volumen en dm3. Se realiza una medición volumétrica utilizando un 
cronómetro a fin de hallar el caudal. Por otro lado, para las mediciones de 
presión y presión diferencial tiene equipado tubos manométricos, un 
manómetro de Bourdon y un sensor de presión diferencial. En los puntos 
donde se realizan la medición de presión cuentan con un diseño tipo cámaras 
anulares para un preciso registro de la presión (Gunt Hamburg, s.f.). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 12: Banco de Tuberías 
 
 
Aparato de Reynolds. Este aparato fue creado por el físico británico Osborne 
Reynolds y permite la observación de la transición de flujo laminar a 
turbulento. El agua funciona como medio fluido y la tinta es como un medio 
de contraste para visualizar el tipo de flujo. Cuenta con una sección de tubo 
vertical y una válvula en la cual se puede ajustar el caudal (Sdafit, s.f.). 
 
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Figura 13: Aparato de Reynolds (extraído de 
manual de laboratorio) 
1.4. INSTRUMENTOS Y COMPONENTES 
 
1.4.1. ENSAYO 1: MEDICIÓN DE CAUDALES Y PRESIÓN 
 
• Banco de tuberías GUNT HM122.- Este equipo se utiliza para poder 
conocer las pérdidas de cargas en distintos tipos de elementos de tuberías 
cumpliendo un rol importante en el diseño de sistemas de tuberías. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 14: Banco de tuberías GUNT HM122 
 
 
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• Caudalímetro analógico. - Es un instrumento que permite determinar la 
cantidad de masa o volumen que circula en un determinado tiempo. 
Además, se suele colocar en línea con la tubería por donde se traslada el 
fluido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 15: El caudalímetro 
 
 
• Rotámetro. - Es un medidor de área variable, el cual trabaja en conjunto 
con un flotador que tiene forma cilíndrica. Además, este se coloca en un 
tubo cilíndrico y va a fluctuar dependiendo del nivel del caudal aplicado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 16: El rotámetro tiene un caudal de 3,0 Q aplicado. 
 
 
• Medidores de presión. Estos piezómetros se utilizan para mediar la presión 
del agua que circula a través de las tuberías. Asimismo, se determinará la 
diferencia de alturas entre los piezómetros y con ello calcular la diferencia 
de presiones. 
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Figura 17: Equipo que indica la diferencia de presiones entre dos piezómetros. 
 
 
• Cronometro digital. - Se utilizó en conjunto con el caudalímetro analógico 
para calcular el tiempo en que subía el agua hasta una determinada altura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 18: El tiempo marcado con el cronometro. 
 
 
 
• Termómetro digital. - Se utilizo dentro del ensayo 1 y 2 para medir la 
temperatura del agua y realizar las correcciones por temperatura de las 
propiedades del fluido. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 19: Termómetro 
 
1.4.2. ENSAYO 2: APARATO DEREYNOLDS 
 
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• Aparato de Reynolds. - Este equipo consta de un tubo de vidrio transparente 
por el cual fluye agua, a este se le agrega un tinte líquido, el cual permite 
determinar visualmente si el flujo es de régimen laminar, transicional o 
turbulento. Para ello se calcula el número de Reynolds para poder clasificar 
el flujo. 
 
 
 
 
 
 
Figura 20: Aparto de Reynolds 
 
• Cronometro digital. Se utilizo para calcular el volumen del fluido que 
circulaba a través del aparato de Reynolds en aproximadamente 30 
segundos. 
 
 
 
 
Figura 21: El tiempo marcado con el cronometro 
 
 
• Termómetro digital. - Se utilizo dentro del ensayo 1 y 2 para determinar la 
temperatura. 
 
 
 
 
Figura 22: Termómetro 
 
• Recipiente graduado. - Este recipiente almacenó la cantidad de volumen en 
litros del agua que circula por el aparato de Reynolds 
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Figura 23: Recipiente graduado con la muestra del fluido 
 
 
1.5.PROCEDIMIENTO 
 
1.5.1. ENSAYO 1: MEDICIÓN DE CAUDALES Y PRESIÓN 
 
1) Lo primero que realiza el asistente es preparar el equipo para la ejecución del 
ensayo. 
 
 
 
 
 
 
Figura 24: Banco de tuberías. 
 
 
 
2) El asistente técnico proporciona al rotámetro el valor de los caudales 
correspondientes mediante la perilla roja, teniendo en cuenta la escala en la que 
se encuentre. 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 25: Asistente técnico manipula el rotámetro. 
 
3) Al realizar el paso anterior, se observa como el fluido va llenando el 
caudalímetro. Cuando el fluido llegue a los 10 cm tomaremos el tiempo con el 
cronometro. Anotar el nivel alcanzando y el tiempo que tardó en llegar en dicho 
nivel. 
 
 
 
 
 
Figura 26: Control del tiempo con el cronómetro 
 
3) Luego, el asistente hace circular el flujo por una de las tuberías del banco de 
pruebas GUNT y conecta el primer y quinto piezómetro de esta al panel. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 27: Se utiliza el medidor de presión. 
 
4) Finalmente, se mide las alturas de los piezómetros y se anota en la ficha de 
reporte para los cálculos. 
 
5) Se repite este proceso 4 veces más para poder rellenar el reporte variando el valor 
de caudal ya establecidos. 
 
OBSERVACIONES 
 
• Apuntar correctamente la altura de los piezómetros y tener en cuenta que 
el flujo que pase se encuentre estable y no este aumentando o 
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disminuyendo. 
• Cuando se realiza el proceso de la toma de tiempo con el cronometro 
mediante el caudalímetro para determinar cuántos segundos demora en 
llegar puede tener cierto grado de incertidumbre. 
• Al momento de realizar los cálculos verificar que los datos obtenidos 
tengan el mismo sistema de unidades. 
• Se debe calibrar los tubos manométricos con la finalidad que no quede aire 
atrapado. 
• Cuando se tomen las medidas se espere a que el fluido se encuentre lo más 
próximo a estar en equilibrio, para poder reducir el porcentaje de error. 
• Al momento de hacer las lecturas se tiene que observar desde el mismo 
nivel de altura del líquido y no desde un ángulo superior o inferior. 
 
1.5.2. ENSAYO 2: APARATO DE REYNOLDS 
 
1) Lo primero que realiza el asistente es preparar el equipo para la ejecución 
del ensayo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 28: Se prepara el aparato de Reynolds. 
 
2) Luego, el asistente técnico abrió el grifo de salida de forma que fluya un 
poco hacia el tramo de tubo ensayo. Además, es recomendable colocar el 
agua colorada hacia el sumidero. 
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Figura 29: Se abre el grifo para que fluya el agua. 
 
3) Continuamos con la medición del caudal haciendo uso del recipiente 
graduado, para ello el asistente técnico abre la llave en la cual se 
determinará cuanto volumen del líquido almacena en un tiempo 
determinado por el cronometro. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 30: Se contiene el volumen en el recipiente graduado. 
 
4) Después, de obtener el volumen almacenado tomaremos la temperatura del 
líquido que está en el recipiente los valores obtenidos serán registrado en 
el reporte, en nuestro caso, tomamos la temperatura desde el tanque que se 
encontraba debajo del aparato de Reynolds. 
 
5) Para la visualización del flujo se observa mediante una tinta azul que esta 
por el tubo vertical transparente la cual visualmente podremos clasificarlo 
como laminar, transición y turbulento. El flujo observado se verificará 
mediante los cálculos y los numero de Reynolds. 
P á g i n a 23 | 50 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 31: Se observa un flujo de transición 
 
6) Se repite el proceso 3 veces más, pero abriendo más el grifo por cada 
proceso para que el caudal sea mayor. 
 
OBSERVACIONES 
 
• Anotar los valores exactos del tiempo que indica el cronometro ya que 
hipotéticamente tendría que ser 30s, pero ese tiempo no puede ser tomado 
de manera exacta. 
• Cuando se obtuvo los volúmenes mediante el recipiente graduado estos 
pueden tener cierto grado de incertidumbre, ya que el volumen asumido 
puede ser distinto debido a que se determina visualmente. 
P á g i n a 24 | 50 
 
1.6. CÁLCULOS Y GRÁFICAS 
1.6.1. CÁLCULOS PRELIMINARES 
P á g i n a 25 | 50 
 
1.6.2. EQUIPO 1: MEDICIÓN DE CAUDALES Y PRESIÓN 
 
1. Transformación del caudal obtenido con el rotámetro de 
𝐦𝟑
𝐡
 a 
𝐥
𝐬
 en cada 
prueba. 
 
Medición 1: 𝑄1 = 1,9 
m3
h
 × 
103𝑙
m3
 × 
1ℎ
3600 𝑠
= 0,53
𝐥
𝐬
 
 
Medición 2: 𝑄2 = 2,3 
m3
h
 × 
103𝑙
m3
 × 
1ℎ
3600 𝑠
= 0,64
𝐥
𝐬
 
 
Medición 3: 𝑄3 = 2,5 
m3
h
 × 
103𝑙
m3
 × 
1ℎ
3600 𝑠
= 0,69
𝐥
𝐬
 
 
Medición 4: 𝑄4 = 2,8 
m3
h
 × 
103𝑙
m3
 × 
1ℎ
3600 𝑠
= 0,78
𝐥
𝐬
 
 
Medición 5: 𝑄5 = 3,0 
m3
h
 × 
103𝑙
m3
 × 
1ℎ
3600 𝑠
= 0,83
𝐥
𝐬
 
 
 
2. Según la altura h(cm) obtenida en el caudalímetro analógico, determinar el 
volumen acumulado en 𝐝𝐦𝟑 , en cada prueba. 
 
Para todas las pruebas realizadas se utilizó la misma altura de (h = 10 cm). 
Asimismo, según el caudalímetro empleado, 1cm equivale a 0.343 𝑑𝑚3. 
 
𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 𝒂𝒄𝒖𝒎𝒖𝒍𝒂𝒅𝒐 = 10 𝑐𝑚 ×
0,343dm3 
1 𝑐𝑚
= 3,43 dm3 
 
 
3. Transformar los 𝐝𝐦𝟑 del paso anterior a 𝐦𝟑en cada condición de flujo. 
 
3,43 dm3 ×
1 m3 
1000 dm3
= 3,43 × 10−3 m3 
 
 
4. Calcule el caudal del caudalímetro analógico Q = Vol (𝐦𝟑)/ tiempo (s) 
 
 
Medición 1: 𝑄1 = 
3,43 × 10−3 m3
6,0 s
 = 5,72 × 10−4 
𝑚3
𝑠
 
 
Medición 2: 𝑄2 = 
3,43 × 10−3 m3
5,15 s
 = 6,66 × 10−4 
𝑚3
𝑠
 
 
Medición 3: 𝑄3 = 
3,43 × 10−3 m3
4,63 s
 = 7,41 × 10−4 
𝑚3
𝑠
 
P á g i n a 26 | 50 
 
 
Medición 4: 𝑄4 = 
3,43 × 10−3 m3
4,06 s
 = 8,45 × 10−4 
𝑚3
𝑠
 
 
Medición 5: 𝑄5 = 
3,43 × 10−3 m3
3,88 s
= 8,84 × 10−4 
𝑚3
𝑠
 
 
 
5. Convierta el caudal del paso anterior a 
𝐦𝟑
𝐡
 
 
 
Medición 1: 𝑄1 = 5,72 × 10
−4 
𝑚3
𝑠
 × 
3600 𝑠
1 ℎ
= 2,06 
𝑚3
ℎ
 
 
Medición 2: 𝑄2 = 6,66 × 10
−4 
𝑚3
𝑠
 × 
3600 𝑠
1 ℎ
= 2,40 
𝑚3
ℎ
 
 
Medición 3: 𝑄3 = 7,41 × 10
−4 
𝑚3
𝑠
 × 
3600 𝑠
1 ℎ
= 2,67 
𝑚3
ℎ
 
 
Medición 4: 𝑄4 = 8,45 × 10
−4 
𝑚3
𝑠
 × 
3600 𝑠
1 ℎ
= 3,04 
𝑚3
ℎ
 
 
Medición 5: 𝑄5 = 8,84 × 10
−4 
𝑚3
𝑠
 × 
3600 𝑠
1 ℎ
= 3,18 
𝑚3
ℎ
 
 
 
6. Determine el error porcentual entre el caudal obtenido por el rotámetro y el 
caudalímetro analógico. 
 
 
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = 
| 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑑𝑜 − 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑎𝑐𝑡𝑜 |
|𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑎𝑐𝑡𝑜|
 × 100 
 
 
Medición 1: 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = 
| 2,06−1,9 |
|1,9|
 × 100 = 8,42 % 
 
Medición 2: 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = 
| 2,40−2,3 |
|2,3|
 × 100 = 4,35 % 
 
Medición 3: 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = 
| 2,67−2,5 |
|2,5|
 × 100 = 6,80 % 
 
Medición 4: 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = 
| 3,04−2,8 |
|2,8|
 × 100 = 8,57 % 
 
Medición 5: 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = 
| 3,18−3,0 |
|3,0|
 × 100 = 6,00 % 
 
P á g i n a 27 | 50Tabla 1: Medición de caudal cálculos en Excel. 
 
 
 
7. Para cada condición de flujo y tubería determine la diferencia piezométrica 
Δh (mm), que será la diferencia de nivel en los líquidos de los tubos. Δh(mm)= 
h1(mm) – h5(mm) 
 
∆ℎ(𝑚𝑚) = ℎ1(𝑚𝑚) − ℎ5(𝑚𝑚) 
 
Medición 1: ∆ℎ1 = 484 𝑚𝑚 − 352 𝑚𝑚 = 132 𝑚𝑚 ≈ 0,132 𝑚 
 
Medición 2: ∆ℎ2 = 526 𝑚𝑚 − 342 𝑚𝑚 = 184 𝑚𝑚 ≈ 0,184 𝑚 
 
Medición 3: ∆ℎ3 = 551 𝑚𝑚 − 336 𝑚𝑚 = 215 𝑚𝑚 ≈ 0,215 𝑚 
 
Medición 4: ∆ℎ1 = 592 𝑚𝑚 − 326 𝑚𝑚 = 266 𝑚𝑚 ≈ 0,266 𝑚 
 
Medición 5: ∆ℎ5 = 621 𝑚𝑚 − 320 𝑚𝑚 = 301 𝑚𝑚 ≈ 0,301 𝑚 
 
 
8. Con la diferencia de nivel Δh(mm), determine la diferencia de presión de 
cada prueba realizada ΔP(pas) 
 
∆𝑷 = 𝜸 ∙ ∆𝒉 = 𝝆 ∙ 𝒈 ∙ ∆𝒉 
 
Donde: 
• ∆𝑷 = diferencia de presión (Pas), Pas = N/𝑚2 
• 𝜸 = peso específico (N/𝑚3) 
• ∆𝒉 = diferencia de nivel en (m) 
P á g i n a 28 | 50 
 
• g = gravedad m/𝑚2 
• 𝝆 = densidad del fluido kg/𝑚3 
 
Tabla N°2: Propiedades del agua 
 
La densidad y el peso específico son propiedades de un fluido, y su magnitud varía en 
función de la temperatura. Por esta razón, en los cálculos efectuados se utilizará la tabla 
número 2, que contiene las propiedades del agua a diferentes temperaturas. A través de la 
interpolación, se calculará la densidad del agua correspondiente a la temperatura 
registrada durante el experimento de laboratorio. 
 
T(°C) 𝜌
𝑘𝑔
𝑚3
 
20 998,2
24 𝑋
 
30 995,7 
 
→ 𝑥 = 997,2 
𝑘𝑔
𝑚3
 
 
Medición 1: ∆𝑃1 = 𝜌 ∙ 𝑔 ∙ ∆ℎ1 = 997,2 
𝒌𝒈
𝒎𝟑
 ∙ 9,81 
𝑚
 𝒔𝟐
 ∙ 0,132 𝑚 = 1291,29 𝑃𝑎 
 
Medición 2: ∆𝑃2 = 𝜌 ∙ 𝑔 ∙ ∆ℎ2 = 997,2 
𝒌𝒈
𝒎𝟑
 ∙ 9,81 
𝑚
 𝒔𝟐
 ∙ 0,184 𝑚 = 1799,99 𝑃𝑎 
 
P á g i n a 29 | 50 
 
Medición 3: ∆𝑃3 = 𝜌 ∙ 𝑔 ∙ ∆ℎ3 = 997,2 
𝒌𝒈
𝒎𝟑
 ∙ 9,81 
𝑚
 𝒔𝟐
 ∙ 0,215 𝑚 = 2103,24 𝑃𝑎 
 
Medición 4: ∆𝑃4 = 𝜌 ∙ 𝑔 ∙ ∆ℎ4 = 997,2 
𝒌𝒈
𝒎𝟑
 ∙ 9,81 
𝑚
 𝒔𝟐
 ∙ 0,266 𝑚 = 2602,15 𝑃𝑎 
 
Medición 5: ∆𝑃5 = 𝜌 ∙ 𝑔 ∙ ∆ℎ5 = 997,2 
𝒌𝒈
𝒎𝟑
 ∙ 9,81 
𝑚
 𝒔𝟐
 ∙ 0,301 𝑚 = 2944,54 𝑃𝑎 
 
 
9. Determine la velocidad en cada tubería, a través de la ecuación de 
continuidad. 
𝑸 = 𝑽 × 𝑨 
 
Donde: 
• Q = caudal 
• V = velocidad media de la tubería (m/s) 
• A = Área de la sección transversal del tubo ( 𝑚2) 
Siendo: 𝑨 =
𝝅𝑫𝟐
𝟒
 
 
• D = Diámetro del tubo 
 
El diámetro es el mismo para cada prueba D = 26 mm = 0,026 mm 
 
Medición 1: 𝑽𝟏 =
𝑸
𝑨
= 
𝟓,𝟕𝟐 ×𝟏𝟎−𝟒 
𝒎𝟑
 𝐬
 
𝝅∙𝟎,𝟎𝟐𝟔𝟐
𝟒
 𝒎𝟐
= 𝟏, 𝟎𝟖 
𝐦
 𝐬
 
 
Medición 2: 𝑽𝟐 =
𝑸
𝑨
= 
𝟔,𝟔𝟔 ×𝟏𝟎−𝟒 
𝒎𝟑
 𝐬
 
𝝅∙𝟎,𝟎𝟐𝟔𝟐
𝟒
 𝒎𝟐
= 𝟏, 𝟐𝟓 
𝐦
 𝐬
 
 
Medición 3: 𝑽𝟑 =
𝑸
𝑨
= 
𝟕,𝟒𝟏 ×𝟏𝟎−𝟒 
𝒎𝟑
 𝐬
 
𝝅∙𝟎,𝟎𝟐𝟔𝟐
𝟒
 𝒎𝟐
= 𝟏, 𝟒𝟎
𝐦
 𝐬
 
 
Medición 4: 𝑽𝟒 =
𝑸
𝑨
= 
𝟖,𝟒𝟓 ×𝟏𝟎−𝟒 
𝒎𝟑
 𝐬
 
𝝅∙𝟎,𝟎𝟐𝟔𝟐
𝟒
 𝒎𝟐
= 𝟏, 𝟓𝟗 
𝐦
 𝐬
 
 
Medición 5: 𝑽𝟓 =
𝑸
𝑨
= 
𝟖,𝟖𝟒 ×𝟏𝟎−𝟒 
𝒎𝟑
 𝐬
 
𝝅∙𝟎,𝟎𝟐𝟔𝟐
𝟒
 𝒎𝟐
= 𝟏, 𝟔𝟕
𝐦
 𝐬
 
 
 
10. Calcule el número de Reynold para cada tubería y condiciones de flujo, 
recuerde: 
P á g i n a 30 | 50 
 
𝑹𝒆 =
𝑉D
v
=
𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎𝑠 𝑖𝑛𝑒𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙𝑒𝑠
Fuerzas viscosas
 
 
 
En primer lugar, vamos a calcular la viscosidad cinemática del agua a una 
temperatura de 24°C utilizando el método de interpolación con los datos de la tabla 
N°2. 
 
T(°C) 𝑣
𝑘𝑔
𝑚3
 
20 1,007 × 10−6
24 𝑋
 
30 0,804 × 10−6 
 
→ 𝑥 = 0,9258 × 10−6 
𝑚2
𝑠
 
 
Medición 1: 𝑹𝒆𝟏 =
𝑉1∙D
v
=
1,08
𝑚
𝑠
 ∙ 0,026 𝑚
0,9258 × 𝟏𝟎−𝟔 
𝒎𝟐
𝒔
= 30330,52 
 
 
Medición 2: 𝑹𝒆𝟐 =
𝑉2∙D
v
=
1,25
𝑚
𝑠
 ∙ 0,026 𝑚
0,9258 × 𝟏𝟎−𝟔 
𝒎𝟐
𝒔
= 35104,77 
 
 
Medición 3: 𝑹𝒆𝟑 =
𝑉3∙D
v
=
1,40
𝑚
𝑠
 ∙ 0,026 𝑚
0,9258 × 𝟏𝟎−𝟔 
𝒎𝟐
𝒔
= 39317,35 
 
 
Medición 4: 𝑹𝒆𝟒 =
𝑉4∙D
v
=
1,59
𝑚
𝑠
 ∙ 0,026 𝑚
0,9258 × 𝟏𝟎−𝟔 
𝒎𝟐
𝒔
= 44653,27 
 
 
Medición 5: 𝑹𝒆𝟓 =
𝑉5∙D
v
=
1,67
𝑚
𝑠
 ∙0,026 𝑚
0,9258 × 𝟏𝟎−𝟔 
𝒎𝟐
𝒔
 = 46899,98 
 
 
 
 
P á g i n a 31 | 50 
 
 
Tabla N°3: Medición de presión cálculos en Excel. 
 
 
1.6.3. EQUIPO 2: MEDICIÓN DE CAUDALES Y PRESIÓN 
 
1. Calcule el caudal que pasa por la tubería en cada régimen de flujo, 
dividiendo el volumen entre el tiempo de llenado. 
 
Q(l/s) = 
𝑉𝑜𝑙(𝑙)
𝑡(𝑠)
 
 
Medición 1: 𝑄1 = 
0,14 𝑙
19,97 𝑠
= 7,01 × 10−3 
𝑙
𝑠
 
 
Medición 2: 𝑄2 = 
0,23 𝑙
19,81 𝑠
= 11,61 × 10−3 
𝑙
𝑠
 
 
Medición 3: 𝑄3 = 
0,33 𝑙
19,81 𝑠
= 16,66 × 10−3 
𝑙
𝑠
 
 
Medición 4: 𝑄4 = 
0,58 𝑙
20,25 𝑠
= 28,64 × 10−3 
𝑙
𝑠
 
 
2. Transforme el caudal de 
𝒍
𝒔
 a 
𝒎𝟑
𝒔
 en cada régimen. 
 
Medición 1: 𝑄1 = 7,01 × 10
−3 
𝑙 
𝑠
 ∙ 
1𝑚3
1000 𝑙
= 7,01 × 10−6 
𝑚3 
𝑠
 
 
 
Medición 2: 𝑄2 = 11,61 × 10
−3 
𝑙 
𝑠
 ∙ 
1𝑚3
1000 𝑙
= 11,61 × 10−6 
𝑚3 
𝑠
 
 
Medición 3: 𝑄3 = 16,66 × 10
−3 
𝑙 
𝑠
 ∙ 
1𝑚3
1000 𝑙
= 16,66 × 10−6 
𝑚3 
𝑠
 
 
Medición 4: 𝑄4 = 28,64 × 10
−3 
𝑙 
𝑠
 ∙ 
1𝑚3
1000 𝑙
= 28,64 × 10−6 
𝑚3 
𝑠
 
 
 
 
 
P á g i n a 32 | 50 
 
 
3. Determine la velocidad del flujo en cada prueba 
 
Diámetro de la tubería de vidrio = 10 mm = 0.01 m 
 
𝐴 = 
𝜋 ∙ 0,012
4
= 7,85 × 10−5 𝑚2 
 
Medición 1: 𝑉1 = 
𝑄1
𝐴
= 
7,01 × 10−6 
𝑚3
𝑠
7,85 × 10−5 𝑚2
= 0,0893
𝑚
𝑠
 
 
Medición 2: 𝑉2 = 
𝑄2
𝐴
= 
11,61 × 10−6 
𝑚3
𝑠
7,85 × 10−5 𝑚2
= 0,1479
𝑚
𝑠
 
 
Medición 3: 𝑉3 = 
𝑄3
𝐴
= 
16,66 × 10−6 
𝑚3
𝑠
7,85 × 10−5 𝑚2
= 0,2122 
𝑚
𝑠
 
 
Medición 4: 𝑉4 = 
𝑄4
𝐴
= 
28,64 × 10−6 
𝑚3
𝑠
7,85 × 10−5 𝑚2
= 0,3648 
𝑚
𝑠
 
 
4. Calcular el número de Reynolds mediante la (Ecuación 1.1). La viscosidad 
cinemática es una propiedad del fluido y depende de la temperatura. Con 
la temperatura que obtuvo a través del termómetro busque su valor en 
𝒎𝟐/𝒔 en textos. 
 
Re =
VD
v
= 
Fuerzas incerciales 
Fuerzas viscosas 
 
 
En primer lugar, vamos a calcular la viscosidad cinemática del agua a una 
temperatura de 24°C utilizando el método de interpolación con los datos de la 
tabla N°2 
T(°C) 𝑣
𝑘𝑔
𝑚3
 
20 1,007 × 10−6
24 𝑋
 
30 0,804 × 10−6 
 
P á g i n a 33 | 50 
 
→ 𝑥 = 0,9258 × 10−6 
𝑚2
𝑠
 
D = 0,01 m 
 
Medición 1: 𝑹𝒆𝟏 =
𝑉1∙D
v
=
0,0893
𝑚
𝑠
 ∙ 0,01 𝑚
0,9258 × 𝟏𝟎−𝟔 
𝒎𝟐
𝒔
= 964,57 
 
 
Medición 2: 𝑹𝒆𝟐 =
𝑉2∙D
v
=
0,1479
𝑚
𝑠
 ∙ 0,01 𝑚
0,9258 × 𝟏𝟎−𝟔 
𝒎𝟐
𝒔
= 1597,54 
 
 
Medición 3: 𝑹𝒆𝟑 =
𝑉3∙D
v
=
0,2122 
𝑚
𝑠
 ∙ 0,01 𝑚
0,9258 × 𝟏𝟎−𝟔 
𝒎𝟐
𝒔
= 2292,07 
 
 
Medición 4: 𝑹𝒆𝟒 =
𝑉4∙D
v
=
0,3648 
𝑚
𝑠
 ∙ 0,01 𝑚
0,9258 × 𝟏𝟎−𝟔 
𝒎𝟐
𝒔
= 3940,38 
 
 
5. Indique el tipo de régimen de flujo en el cual se encuentra cada prueba 
realizada en el ensayo (laminar, transición o turbulento). 
 
Para determinar el tipo de régimen de flujo se tuvo en cuenta la clasificación 
de Reynolds donde señala que: 
 
• Flujo laminar Re ≤ 2300 
• Flujo en transición 2300 < Re < 4200 
• Flujo turbulento Re ≥ 4200 
 
Prueba 1: Re = 964,57 el flujo es laminar porque Re ≤ 2300 
Prueba 2: Re = 1597,54 el flujo es laminar porque Re ≤ 2300 
Prueba 3: Re = 2292,07 el flujo es laminar porque Re ≤ 2300 
Prueba 4: Re = 3940,38 el flujo está en transición porque 2300 < Re < 4200 
 
P á g i n a 34 | 50 
 
1.7.CÁLCULOS FINALES 
 
1. REALICE UNA GRÁFICA DE PRESIÓN VERSUS DISTANCIA ENTRE 
PUNTOS PARA EL ENSAYO 1. P(m.c.a) vs X(M) 
 
 
 
Gráfica 1 de presión (m.c.a) vs Distancia (m) 
 
 
Análisis de la gráfica 1 
 
El gráfico ilustra cómo cambian las presiones en función de la distancia a la que se 
encuentran los puntos de medición de presión, llamados piezómetros. Estas alteraciones 
en la presión muestran una tendencia a seguir una línea recta, como se puede observar en 
detalle en la primera gráfica. 
 
 
 
 
0.621
0.32
0.592
0.326
0.551
0.336
0.526 0.342
0.484
0.352
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
0 2.2
P
re
si
ó
n
 (
m.c
.a
)
Distancia (m) entre piezometro 1 y 5
Gráfica de Presión (m.c.a) vs X (m)
medición 5
medición 4
medición 3
medición 2
medición 1
P á g i n a 35 | 50 
 
2. REALICE UNA GRÁFICA DE CAUDAL VERSUS PERDIDA DE 
PRESIÓN (Q vs ΔP) DEL ENSAYO REALIZADO CON EL EQUIPO 1. 
 
 
 
Gráfica 2 de Caudal (Q) vs Perdida de presión (ΔP) 
 
 
Análisis de la gráfica 2 
Según la grafica N2, la relación que hay entre el caudal y la perdida de presión tiende 
a ser lineal, es decir para cada tramo de perdida de presion se incrementa el caudal y a 
su vez aumenta tambien la velocidad ya que que directamente proporcional con el 
caudal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.72E-04
6.66E-04
7.41E-04
8.45E-04
8.84E-04
5.00E-04
6.00E-04
7.00E-04
8.00E-04
9.00E-04
1.00E-03
1291.29 1799.99 2103.24 2602.15 2944.54
Q
 (
m
3
/s
)
▲P (Pa)
Gráfica Caudal (Q) vs Perdida de presión (▲P)
P á g i n a 36 | 50 
 
3. REALICE UNA GRÁFICA DEL NÚMERO DE REYNOLDS vs CAUDAL 
CON LOS DATOS DEL EQUIPO 2. 
 
 
 
 Gráfica N°3: Caudal vs Numero de Reynolds 
 
 
Análisis de la gráfica N° 3 
 
Según se puede observar en la gráfica N° 3 la relación que hay entre el caudal y el número 
de Reynolds son directamente proporcionales y tiende a ser lineal, y a su vez está relación 
es directamente proporcional con la velocidad, puesto que, al tener un incremento en la 
velocidad el valor de las fuerzas inerciales también se ven incrementados, ocasionando 
un incremento del número de Reynolds. 
 
 
4. COMO INFLUYE EL NÚMERO DE REYNOLDS PARA LA 
DETERMINACIÓN DE LA CAÍDA DE PRESIONES EN UNA TUBERIA 
(PERDIDA DE CARGA). 
 
El número de Reynolds es un valor que se obtiene luego de analizar el 
comportamiento de un fluido con relación a la velocidad en la que se encuentra, 
este valor fue determinado por Reynolds como la relación entre la viscosidad del 
fluido, la densidad, la velocidad lineal de movimiento y el diámetro del tubo. 
964.57
1597.54
2292.07
3940.38
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0 0.000005 0.00001 0.000015 0.00002 0.000025 0.00003 0.000035
N
u
m
e
ro
 d
e
 R
e
yn
ld
s 
(R
e
)
Caudal (Q)
Caudal (Q) vs Número de Reynolds (Re)
P á g i n a 37 | 50 
 
El número de Reynolds es un valor adimensional (no tiene unidades) que explica 
la relación entre las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas de un fluido. 
Además, permite determinar la tendencia al régimen que se encuentre el flujo, 
sea laminar, de transición o turbulento (Galván, C., 2011). 
Tomando en cuenta los parámetros que nos permiten hallar el número de 
Reynolds, podemos deducir que al tener: 
 
𝑅𝑒 =
𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎𝑠 𝐼𝑛𝑒𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙𝑒𝑠 
𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎𝑠 𝑉𝑖𝑠𝑐𝑜𝑠𝑎𝑠
 
 
Por un lado, si la densidad, la velocidad lineal y el diámetro son parámetros que 
al ser mayores darán como resultado un Re mayor, con tendencia a ser un flujo 
turbulento debido al aumento de la fuerza Inercial, por ello podríamos decir 
también. que aumenta la presión del fluido. Por otro lado, si la viscosidad total 
(dinámica) es mayor dependiendo del fluido, tendremos un valor de Re menor con 
tendencia a un flujo laminar, esto porque las Fuerzas viscosas serian mayores. Por 
lo tanto, conociendo el número de Reynolds podemos tener una indicación de la 
perdida de carga que se da dentro de la tubería. 
 
 
5. CÁLCULO DEL NÚMERO DE REYNOLDS UTILIZANDO UN CAÑO 
DEL HOGAR 
 
Utilice uno de los caños de su hogar y abra la válvula con la medida que normalmente 
utiliza para lavarse las manos. Tome la medida del caudal con un envase graduado y mida 
el tiempo (como el ensayo del número de Reynolds). Calcule el número de Reynolds en 
el caño (recuerde que debe utilizar el diámetro de salida del caño para los cálculos). ¿Qué 
tipo de flujo se presenta en el caño (laminar, transición o turbulento)? Utilice la 
temperatura promedio de su zona. 
 
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Figura 32: Muestra de agua tomada en el hogar 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 33: Tiempo en segundos medido con el cronómetro 
 
 
Datos tomados de la muestra: 
 
❖ Volumen: 900 𝑚𝑙 ≅ 0.9 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 
❖ Tiempo: 20,07 segundos. 
❖ Diámetro de la salida del caño: 1,3 centímetros ≅ 0.013 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 
❖ Temperatura aproximada: 20 °C (la muestra fue tomada 
de noche en Lurigancho - Chosica). 
❖ Área: 
𝜋 ∙0.0132
4
= 1,33 ×10−4 𝑚2 
 
Prueba N°1: 
 
✓ CÁLCULO DEL CAUDAL (Q) 
 
 
𝑄 = 
0.9 𝑙
20,07 𝑠 
= 0,0448
𝑙
𝑠
 ×
1𝑚3
1000 𝑙
= 4,48 × 10−5 𝑚3/𝑠 
 
 
 
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✓ CÁLCULO DE LA VELOCIDAD MEDIA (V) 
 
𝑽𝟏 =
𝑸𝟏
𝑨
 
 
𝑽𝟏 =
4,48 × 10−5 𝑚3/𝑠
1,33 × 10−4 𝑚2
= 𝟎, 𝟑𝟒
𝒎
𝒔
 
 
 
 
✓ CÁLCULO DEL NÚMERO DE REYNOLDS (Re) 
 
 
▪ Diámetro: 0.013 m 
 
▪ Temperatura: 20 °C 
 
▪ Viscosidad cinemática: 1,007× 10−6 𝑚2/𝑠 
 
 
Re =
V × D
v
 = 
𝟎, 𝟑𝟒
𝒎
𝒔 × 0,013 m
1,007 × 10 − 6 m2/s
 = 4389,28 
 
 
El caño presenta un flujo turbulento ya que el 𝑅𝑒 = 4389,28 > 4200 
 
 
 
Tabla N°4: cálculos en Excel del ensayo casero. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6. Con los datos del primer ensayo, realice una gráfica de velocidad 
en m/s vs Caudal de la tubería en m3/s. 
 
 
 Gráfica 4 de Velocidad vs Caudal (Q) 
 
Análisis de la gráfica 4 
 
Si se incrementa la velocidad del fluido, esto ocasionará un aumento directamente 
proporcional en el caudal. Por otro lado, si la velocidad del fluido disminuye, esto 
conlleva una reducción proporcional en la cantidad de fluido que pasa por esa sección 
en un intervalo específico. Este comportamiento es válido siempre y cuando el flujo del 
fluido no puede ser comprimido (la densidad no cambia a lo largo del flujo) y no hay 
pérdidas de fluido ni fugas a lo largo del sistema. 
 
 
 
 
 
 
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1.8. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS 
 
 
1.8.1. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN ENSAYO 1: MEDICIÓN DE 
CAUDALES Y PRESIÓN 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla N°5: porcentaje de error. 
 
Los errores que se llegaron a calcular para el caudal fueron de 8.42%, 4.35%, 6.80%, 
8.57% y 6.00% para la medición número 1, 2, 3, 4 y 5 respectivamente, estos errores 
porcentuales obtenidos se encuentran por encima del 2% y debajo del 10%, ya que, según 
Ramírez, J., Dehesa, U., & Camacho, P., (2016) en todos los casos estudiados el error en 
la medición del caudal varía entre el 2% y el 10%, siendo este último el valor máximo 
obtenido de error. Por lo tanto, los valores obtenidos del ensayo cumplen con el común 
denominador en cuanto a error en medición del caudal se refiere. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla N°6: Tiempo vs Caudal. 
 
 
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En la tabla se puede observar los valores del Caudal y su respectivo tiempo de llenado del 
cual podemos deducir que la relación entre los valores del caudal y el tiempo transcurrido 
es inversamente proporcional, puesto que al tener más caudal el tiempo de llenado de un 
determinado volumen es menor. 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla N°7: Relación entre Velocidad media, Viscosidad y Re. 
 
 
Según los resultados obtenidos de velocidad media y viscosidad cinemática del 
fluido que se ha obtenido a una temperatura de 24°C permanece igual para cada 
prueba debido a que la temperatura y la densidad no se alteran y por otro lado se 
puede observar que mientras la velocidad va incrementando se produce un aumento 
significativo en el número de Re. Por otro lado, la velocidad calculada es un valor 
que ha sido obtenido mediante el caudal lo cual se puede concluir que mientras el 
caudal sea mayor el nuero de Reynols también será mayor por lo tanto podemos 
decir que ambos parámetros son directamente proporcionales. 
 
 
 
Tabla N°8: Relación entre diferencia de nivel y diferencia de presiones 
 
 
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Luego de tomar las lecturas piezométricasde los puntos 1 y 5 que estos a su vez están 
ubicados a una distancia de 2.20 metros uno del otro, obtuvimos las diferencias de niveles 
de 132 mm, 184 mm, 215 mm, 266 mm y 301 mm para las pruebas 1, 2, 3, 4 y 5 
respectivamente en donde a su vez estos valores tienen una diferencia de presiones de 
1291.29 Pa, 1799.99 Pa, 2103.24 Pa, 2602.15 Pa y 2944.54 Pa respectivamente, en el cual 
se puede deducir que estas diferencias de presiones son directamente proporcionales a las 
diferencias de niveles, ya que, a medida que la diferencia de niveles se incrementa las 
presiones también van incrementando. 
 
1.8.2. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN ENSAYO 2: APARATO DE 
REYNOLDS 
 
 
Tabla N° 9: Cálculos realizados en Excel para el ensayo realizado con el aparato de Reynolds. 
 
En la tabla se muestra los resultados obtenidos de los cuatro ensayos realizados con el 
aparato de Reynolds, de donde se puede observar que debido al aumento del caudal la 
velocidad también se incrementa en una misma área transversal. 
 
 
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Figura 32: Gráfica de viscosidad vs temperatura, extraída del material de clase 
 
 
También, se observa el incremento de la temperatura que se da por el aumento de 
velocidad, cumpliéndose así, con la gráfica de viscosidad vs temperatura para los fluidos 
líquidos, donde se muestra que al aumentar la temperatura del fluido la viscosidad del 
fluido disminuye. Por lo explicado anteriormente, al tener una velocidad mayor esto 
significa que la fuerza inercial aumenta, por otro lado, la viscosidad disminuye por lo que, 
la fuerza viscosa disminuye, con esta premisa podemos interpretar que con el aumento 
del caudal la velocidad aumenta produciendo que el número de Reynolds aumente con 
tendencia formar un flujo turbulento. 
 
 
 
 
 
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Tabla N°10: Comparación entre análisis preliminar con los cálculos obtenidos 
 
Durante la ejecución del ensayo con el aparato de Reynolds se planteó una hipótesis de 
un posible régimen al que pertenecía cada prueba de ensayo que fue realizado, estas 
hipótesis se plantearon a partir de las características que se iban observando del 
comportamiento de la tinta en el flujo dentro del tubo del cual se determinó que en la 
primera prueba aparentemente tenía un flujo laminar, la segunda prueba tenía un fujo 
de transición, la tercera prueba tenía un flujo turbulento y finalmente la cuarta prueba 
también tenía un flujo turbulento. Luego de realizar los respectivos cálculos se 
determinó que el número de Reynolds de cada prueba fue 964.57, 1597.54, 2292.07 y 
3940.38 para las pruebas 1, 2, 3 y 4 respectivamente. 
 
• Para la Prueba 1 
Se tiene un Re = 964.57 y se sabe que: si Re ≤ 2300 pertenece a un flujo laminar, 
Por lo tanto, el fluido se encuentra en un régimen laminar. 
 
• Para la Prueba 2 
Se tiene un Re = 1597.54 y se sabe que: si Re ≤ 2300 pertenece a un flujo 
laminar, Por lo tanto, el fluido se encuentra en un régimen laminar. 
 
• Para la Prueba 3 
Se tiene un Re = 2292.07 y se sabe que: si Re ≤ 2300 pertenece a un flujo 
laminar, Por lo tanto, el fluido se encuentra en un régimen laminar. 
 
• Para la Prueba 4 
Se tiene un Re = 3940.38 y se sabe que: si 2300 ≤ Re ≤4200 pertenece a un flujo 
de transición, Por lo tanto, el fluido se encuentra en un régimen de transición. 
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Finalmente, al de comparar los datos que se ha obtenido con la hipótesis planteada a un 
inicio se logró identificar que 3 de las 4 hipótesis planteadas estaban equivocadas, solo se 
confirmó lo planteado en la prueba 1. Además, identificamos que a diferencia del ensayo 
1 los datos obtenidos en su mayoría se mantenían con un numero de Reynolds bastante 
bajo con tendencia al flujo laminar. 
 
 
1.9.IMPORTANCIA DE LOS ENSAYOS REALIZADOS EN LA INGENIERIA 
CIVIL 
 
Medición de caudales 
La medición de caudales surge como una opción que permite la supervisión de los 
afluentes, específicamente en lo que se refiere a la cantidad de agua que fluye en 
ubicaciones específicas. Esta actividad tiene como objetivo establecer una base de datos 
que pueda ser utilizada para tomar decisiones relacionadas con la conservación del 
recurso hídrico. Si se identifica una disminución en la cantidad de agua que fluye, fuera 
de los niveles normales, se puede considerar la necesidad de tomar medidas de 
conservación y gestión adecuadas (Rojas, O., 2006). 
La importancia de esta medición es relevante en el ámbito de la ingeniería civil. La 
precisión en la medición de los caudales es fundamental, ya que influye directamente en 
el diseño y dimensionamiento de estructuras como presas y embalses. Los datos obtenidos 
a través de estas mediciones son esenciales para garantizar el funcionamiento efectivo de 
sistemas hidráulicos en una variedad de proyectos de construcción y desarrollo. Por lo 
tanto, asegurar mediciones precisas y confiables se convierte en un aspecto crucial para 
garantizar la seguridad y estabilidad de las estructuras y sistemas hidráulicos en general. 
 
Medición de presiones 
La presión que ejercen los líquidos es perpendicular a las paredes del recipiente que los 
contiene, dicha presión actúa en todas las direcciones y solo es nula en la superficie libre 
del líquido (Lozano et al., 2013) 
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Este concepto es de gran relevancia en diversas ramas de la Ingeniería Civil, donde se 
emplea para la concepción y construcción de estructuras como diques, presas y esclusas. 
También tiene aplicaciones en el ámbito de la tecnología sanitaria y en situaciones 
cotidianas dentro de los hogares. La comprensión de esta propiedad de los fluidos resulta 
esencial para abordar con éxito una variedad de desafíos en el diseño y la operación de 
infraestructuras y sistemas. 
 
Manometría 
Supervisar las mediciones de presión en tuberías que transportan diversos tipos de fluidos 
resulta fundamental para evitar potenciales riesgos originados por elevadas presiones en 
el fluido, las cuales podrían superar la capacidad de las tuberías empleadas en la 
construcción (Arancibia, F., 2008). 
En ingeniería civil, la manometría se utiliza para medir la presión en diversos contextos, 
como en sistemas de distribución de agua, alcantarillado, drenaje, tuberías y sistemas de 
riego. 
Número de Reynolds 
El proyecto de diseño y construcción del ensayo de laboratorio de número de Reynolds 
se basa en la capacidad que tienen los fluidos de desplazarse y transportarse a través de 
tuberías, se debe tener en cuenta las condiciones o posibles variables que se pueden 
presentar en la conducción de los fluidos. El transporte de fluidos a través de tuberías ha 
sido utilizado frecuentemente en la conducción de agua potable de un lugar a otro 
(Jaramillo, J. & Cárdenas, H., 2015). 
La importancia del número de Reynolds en ingeniería civil radica en su capacidad para 
deducir la transición entre flujos laminar, en transición y turbulento, lo que a su vez 
impacta en aspectos como la pérdida de energía, la eficiencia de las bombas, la erosión y 
la sedimentación en canales y tuberías, entre otros factores clave en la planificación y el 
diseño de sistemas hidráulicos. 
 
 
 
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1.10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 
 
CONCLUSIONES: 
• A partir de los resultados obtenidos en el ensayo 1, medición de caudal y 
presión, en los cálculos de porcentajes de error obtenidos en cada uno de 
los 5 caudales, el porcentaje de error máximo fue 8.62%. Durante la 
medición del caudal, el error debe estar dentro de un rango de 2% y 10% 
(Ramírez, Dehesa y Camacho, 2016). Por lo tanto, cumplen con lo 
establecido. 
• En el ensayo 1, también se pudo determinar que mientras mayor sea la 
diferencia piezométrica en los tubos piezométricos, mayor será la 
diferencia de presión. Ambos valores son directamente proporcionales.• A partir de los resultados obtenidos en el ensayo 2, aparato de Reynolds, 
se concluyó que a mayor caudal la velocidad media de flujo aumenta 
debido a que se requiere más volumen de agua para que circule a través 
del área a un mismo tiempo. 
• En el ensayo 2, también se concluyó que, a mayor velocidad, la 
temperatura del fluido aumenta, por lo tanto, la viscosidad disminuye y 
ocasionando que el número de Reynolds aumente de valor. 
• Por último, en el ensayo 2 se determinó que el tipo de flujo asignado por 
observación en las pruebas 2,3 y 4 difieren a la clasificación según 
Reynolds. Solo la prueba 1 coincide el tipo de clasificación tanto por 
observación como en la clasificación de Reynolds. 
 
RECOMENDACIONES: 
• Revisar previamente los instrumentos y equipos de los ensayos para 
determinar la temperatura, altura de presiones y flujo y así obtener 
resultados de manera correcta los datos exigidos para la realización de 
cálculos. 
• Durante el ensayo 1, al emplear el caudalímetro se debe tener en cuenta 
que este equipo puede arrojar burbujas que pueden alterar las mediciones 
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con el cronómetro y alterar los cálculos. Por lo tanto, se recomienda no 
realizar la prueba hasta que no haya presencia de estas burbujas. 
• Durante el ensayo 2, se debe tener cuidado al verificar el nivel del agua del 
balde de ensayo ya que si se sigue llenando por completo podría rebalsar 
el agua con tinta hacia el contenedor de agua por lo que se recomiendo 
vaciarlo en el lavadero una vez terminado para cada prueba. 
• Al momento de determinar el tiempo para cada prueba en los dos ensayos 
se debe ser lo más preciso posible con el cronómetro para que no exista 
una gran diferencia con los tiempos registrados ya que si los tiempos 
registrados en el cronómetro tienden a marcar una gran diferencia se 
obtendrán cálculos erróneos. 
 
1.11. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 
 
Arancibia, F. (julio, 2008). Presión. Ingeniería y Construcción. Recuperado de: 
https://facingyconst.blogspot.com/2008/07/presion_27.html [Consulta: 27 de agosto de 
2023]. 
 
Galván, C. (2011). Metodología y criterios de Ingeniería para la selección e instalación 
de sistemas hidroneumáticos de aplicación residencial. (Tesis de licenciatura, Instituto 
Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. México. 
D.F., México). Recuperado de https://n9.cl/frxb8[Consulta: 27 de agosto de 2023]. 
 
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https://n9.cl/s2jfo [Consulta: 27 de agosto de 2023]. 
 
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el estudio de flujo de fluidos. Vol. 1, No. 2. Durango: Facultad de Ciencias Químicas 
Universidad Juárez Del Estado de Durango. Recuperado de https://cutt.ly/r5wbWVb 
[Consulta: 16 de abril de 2023]. 
 
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Armadas. Recuperado de https://cutt.ly/j5wbnEm [Consulta: 28 de agosto de 2023]. 
 
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Patrón de Transferencia a 3,5 kPa. 1a ed. Santiago de Querétaro: Centro Nacional de 
Metrología. Recuperado de https://cutt.ly/V5wbQsl [Consulta: 28 de agosto de 2023]. 
 
Coluccio L. (2021). Presión. Recuperado de: https://concepto.de/presion-
2/#ixzz8BcjpNdbq [Consulta: 28 de agosto de 2023]. 
 
Manual de Instrucciones (2017). Manómetro en forma de U. Recuperado de: 
https://www.auxilab.es/controles/ObtenerPDF.ashx?f=%5C00%5C02%5C47%5Cz8_Q
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Ramírez Luna, J., Dehesa Carrasco, U., & Camacho Peral, P. (2016). Medición del flujo 
de agua. Recuperado de: http://hdl.handle.net/20.500.12013/2191[Consulta: 31de agosto 
de 2023]. 
 
 
 
 
 
 
 
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https://concepto.de/presion-2/#ixzz8BcjpNdbq
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http://hdl.handle.net/20.500.12013/2191