Tabla de contenido Objetivo de la experiencia ................................................................................................................... 1

Características técnicas de los equipos e instrumentos empleados ................................................... 1

Termómetro con termocupla .......................................................................................................... 1

Equipo de Reynolds ......................................................................................................................... 1

Permanganato de potasio ............................................................................................................... 1

Tablas de datos ................................................................................................................................... 2

Tabla experimental.......................................................................................................................... 2

Tabla de resultados ......................................................................................................................... 2

Realización de los cálculos .................................................................................................................. 3

Análisis de los resultados .................................................................................................................... 5

Conclusiones ....................................................................................................................................... 6

Bibliografía .......................................................................................................................................... 7

1

Objetivo de la experiencia Observar y evaluar el tipo de flujo, de acuerdo a si es laminar, transición o turbulento.

Características técnicas de los equipos e instrumentos empleados

Termómetro con termocupla

Equipo de Reynolds

Permanganato de potasio

Marca Fluke

Rango de temperatura -40°C a +260°C

Exactitud ± 1,1°C

Diámetro interno tubería [mm]

35

Densidad agua [kg/m3] 1000

Fórmula química KMnO4

Densidad [kg/m3] 2703

Color Magenta

2

Tablas de datos

Tabla experimental N° Visualización Volumen [mL] Tiempo [s] Temperatura [°C]

1 Laminar

1800 36,6 14,1

2 Transición

2030 8,1 14,2

3 Turbulento

1980 6,2 14,3

4 Turbulento

1820 4,2 14,2

3 Turbulento

1840 5,8 14,1

2 Transición

1780 8,9 14,2

1 Laminar

1780 45,3 14,2

Tabla de resultados N°

Visualización Tipo de flujo Número de

Raynolds Tipo de flujo

1

Laminar 1486 Laminar

2

Transición 7575 Turbulento

3

Turbulento 9653 Turbulento

4

Turbulento 13099 Turbulento

3

Turbulento 9589 Turbulento

2

Transición 6045 Turbulento

1

Laminar 1187 Laminar

3

Realización de los cálculos

Los cálculos fueron realizados en el programa Mathcad V15.0.

El caudal “Q” es la relación del volumen “ ” que pasa por una tubería en un periodo de tiempo

“t”, por lo que se obtiene que.

También se sabe que el caudal es la velocidad “V” del flujo por el área “A” de la sección transversal

de la tubería.

Por lo que la velocidad se puede representar como.

La viscosidad cinemática “ν” está dada por la relación entre la viscosidad dinámica “µ” y la

densidad “ρ” del fluido.

Con todos estos datos podemos calcular el número de Reynolds, que es la relación entre las

fuerzas de inercia y las fuerzas viscosas.

Como la tubería es cilíndrica se conoce que el área es

, de esta forma se expresa el número

de Reynolds en función del volumen, la densidad, el tiempo, la viscosidad dinámica y el

diámetro de la tubería.

4

Por medio de una tabla se puede encontrar el valor de µ del agua a 14°C y puesto que la variación

entre 14,3 y 14°C, arbitrariamente, calculo los números de Reynolds con agua a 14°C.

De esta tabla se determina µ = 1,17*10-6 N/(m*s). Además ρ = 1000 Kg/m3.

Se obtienen los valores de Reynolds para cada caudal usado en la experiencia.

{

5

Análisis de los resultados

De acuerdo a los resultados se analiza que dos datos no corresponden a la visualización obtenida

ya que el número de Reynolds muestra lo contrario, esto puede deberse a que en los tipos de flujo

no coincidentes los caudales fueron distintos puesto que en el que se llenó con un mayor volumen

sucedió en un tiempo menor que en el otro caso, esta situación se debe a que no existe una

graduación en la llave de paso de la tubería.

Se identifica que el error humano es el factor más influyente en la discrepancia de los datos

obtenidos.

En la visualización del fluido del permanganato de potasio se aprecia que cuando se comporta

como un fluido laminar observamos un hilo fino que presenta mínimas alteraciones como en la

figura 1.a), cuando el fluido se comporta de forma transitiva éste comienza como laminar en un

tramo, alterándose después, así se muestra en la figura 1.b). Cuando el fluido es turbulento no se

aprecia una parte laminar, sino una difusión casi completa de él, figura 1.c).

a) b)

c)

Figura 1.- Visualización del fluido, a) Laminar, b) Transición y c) Turbulento.

6

Conclusiones

Se cumplió el objetivo de visualizar el tipo de flujo y evaluarlo de acuerdo a las condiciones

entregadas en el laboratorio y por medio del cálculo del número de Reynolds realizando las

respectivas comparaciones, aunque dos datos no coincidieron se pudo determinar las relaciones

matemáticas que permiten decir el comportamiento del fluido en distintos caudales.

7

Bibliografía

Manual de uso Fluke’s Thermometer, 51 & 52 Series.

Mecánica de fluidos – Robert L. Mott.

Hidráulica: Practicas de laboratorio – Alberto García Prats

Mecánica de fluidos aplicada – Robert L. Mott

Piping Handbook Sixth edition – Mohinder L. Nayyar – Mc Graw Hill.