FENOMENOS

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
FUNDAMENTOS DE FENOMENOS DE TRANSPORTE
“NUMERO DE REYNOLDS”
PROFESOR: JUAN RAMOS AVENDAÑO GOMEZ
CASTILLO TEYSSIER ZIANYA
LUNES 8 DE JUNIO DE 2015
OBJETIVOS:
· Reforzar los conocimientos en el perfil de velocidades, reproduciendo el experimento de Osborne-Reynolds.
· Observar los diferentes tipos de régimen laminar, de transición y turbulento.
· Relacionar la velocidad y las propiedades físicas de un fluido.
· Calcular el número de Reynolds y determinar qué tipo de régimen se presenta en cada caso. 
INTODUCCION:
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
 Las características que condicionan el flujo laminar dependen de las propiedades del líquido y de las dimensiones del flujo. Conforme aumenta el flujo másico aumenta las fuerzas del momento o inercia, las cuales son contrarrestadas por la por la fricción o fuerzas viscosas dentro del líquido que fluye. Cuando estas  fuerzas opuestas alcanzan un cierto equilibrio se producen cambios en las características del flujo. En base a los experimentos realizados por Reynolds en 1874 se concluyó que las fuerzas del momento son función de la densidad, del diámetro de la tubería y de la velocidad media. Además, la fricción o fuerza viscosa depende de la viscosidad del líquido. Según dicho análisis, el Número de Reynolds se definió como la relación existente entre las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas (o de rozamiento).
 Este número es adimensional y puede utilizarse para definir las características del flujo dentro de una tubería.
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. Si el Número de Reynolds es 2100 o menor el flujo será laminar. Un número de Reynolds  mayor de 10 000 indican que las fuerzas viscosas influyen poco en la pérdida de energía y el flujo es turbulento.
FLUJO LAMINAR:
 A valores bajos de flujo másico, cuando el flujo del líquido dentro de la tubería es laminar, se utiliza la ecuación demostrada en clase para calcular el perfil de velocidad (Ecuación de velocidad en función del radio). Estos cálculos revelan que el perfil de velocidad es parabólico y que la velocidad media del fluido es aproximadamente 0,5 veces la velocidad máxima existente en el centro de la conducción 
FLUJO TURBULENTO:
Cuando el flujo másico en una tubería aumenta hasta valores del número de Reynolds superiores a 2100  el flujo dentro de la tubería se vuelve errático y se produce la mezcla transversal del líquido. La intensidad de dicha mezcla aumenta conforme aumenta el número de Reynolds  desde 4000 hasta 10 000. A valores superiores del Número de Reynolds la turbulencia está totalmente desarrollada, de tal manera que el perfil de velocidad es prácticamente plano, siendo la velocidad media del flujo aproximadamente  0.8 veces la velocidad máxima.
PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN 
TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES
	TIEMPO 
(s)
	VOLUMEN (L)
	DIAMETRO
(m)
	DENSIDAD
(Kg/L)
	VISCOSIDAD
(Kg/ms)
	20.41
	1
	0.01
	999000
	1.0605
	135
	
	
	
	
SECUENCIA DE CÁLCULOS
	1. Gasto volumétrico 
Gv=V/t
	4. Velocidad de flujo 
v=Gv/A
	2. Gasto másico
Gm=Gv*ρ
	5. Número de Reynolds
Re=(D*v*ρ)/µ
	3. Seccion transversal de la tubería 
A=(π/4)D2
	
	20.41 segundos
	135 segundos
	1. Gasto volumétrico 
Gv=
	1. Gasto volumétrico 
Gv=
	2. Gasto másico
Gm=
	2. Gasto másico
Gm=
	3. Seccion transversal de la tubería 
A=
	3. Seccion transversal de la tubería 
A=
	4. Velocidad de flujo 
v=
	4. Velocidad de flujo 
v=
	5. Número de Reynolds
Re=
	5. Número de Reynolds
Re=
TABLA DE RESULTADOS
	Tiempo
(s)
	Gv
(L/s)
	Gm 
(Kg/s)
	v 
(m/s)
	A 
(m2)
	Re
	Tipo de flujo
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
Cerrar la válvula de alimentación (VC1) 
Abrir la válvula de drene (VC6)
Esperar que el recipiente de aparato se descargue 
Verter la tina y limpiar el deposito 
Verifique que todas las valvulas esten cerrada, coloque un recipiente en la salida de la toma de muestra 
Abrir las válvulas (VC3 y VC7), para descargar el gasto volumetrico hacia la recirculación del sistema
repetir el procedimiento tres veces y sacar un promedio 
Abrir la válvula de control del caudal (VC2) para controlar el gasto volumetrico 
Ya que se encuentre en regimen permanente cierre las válvulas VC3 y VC7 y abra la válvula VC8 y la válvula VC4
Alimentar el deposito de tinta con azul de metileno, abriendo la válvula VC5 para comprobar que es un flujo lamminar 
Determinar el gasto volumetrico por medio de un probeta de un litro y tome su tiempo de llenado 
Cerrar las válvulas VC5 y VC4 y abra la válvula VC3 para que salga toda el agua pintada 
Abrir mas la válvula VC2 y obtenga el regimen turbulento 
Cerrar la válvula VC8 y abrir la válvula VC7 y abrir mas la válvula VC2 y obtenga el regimen transitorio 
Espere que el aparato este lleno y empiece a descargar el rebosadero 
Alimentar agua al aparato, abriendo la válvula de alimentación al sistema VC1